[发明专利]一种聚丁二酸丁二醇酯离聚物微孔发泡材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，公开了一种聚丁二酸丁二醇酯离聚物微孔发泡材料及其制备方法。该方法以聚丁二酸丁二醇酯离聚物为原料，超临界CO₂为发泡剂，通过间歇发泡的方式实现。本发明方法有效克服了聚丁二酸丁二醇酯熔体强度低不易发泡的难点，解决了现有产品中存在的开孔率高、泡孔尺寸大且不均匀、泡孔质量难以调控的技术问题，改善了聚丁酸丁二醇酯发泡材料的泡孔质量，使得发泡材料的泡孔尺寸和泡孔密度易于调控，制得材料密度低、发泡倍率高、泡孔尺寸小、泡孔密度大的发泡材料。本发明以超临界CO₂为发泡剂，具有价格低廉、操作易于控制、无毒无污染等优点。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种聚丁二酸丁二醇酯离聚物微孔发泡材料及其制备方法。

背景技术

由于聚合物微孔发泡材料内部具有大量微米级的泡孔，使其在显著降低聚合物制品的质量的同时不显著降低材料机械性能，有效减少塑料的用量并降低成本，具有冲击强度高、质量轻、导热系数和介电常数低等优点，广泛应用于建筑、包装、汽车、军事、航天等各个领域。

超临界CO₂由于其价格低廉、操作易于控制、无毒无污染等优点，成为发泡领域工业生产和科学研究的热点，成为最有应用前景的替代发泡剂，且它在聚合物基体中溶解度高、扩散速度快，易于调控发泡材料的泡孔尺寸和密度。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是源于生物基材的半结晶脂肪族聚酯，具有良好的热塑性、分子柔韧性和生物降解性能，成为最具发展潜力的脂肪族聚酯之一，但是PBS分子主链是由非极性的酯键和亚甲基结构单元组成，分子间作用力小，内聚能密度和熔体强度较低，因此存在热学和力学性能缺陷，不利于其发泡成型。

添加成核剂是改善PBS发泡材料性能的一种方法。Lim等分别在<大分子科学B部分：物理>(Journal of Macromolecular Science Part B-Physics，2011，50：100-110)、(Journal of Macromolecular Science Part B-Physics，2011，50：1171-1184)和<聚合物工程和科学>(Polymer Engineering and Science，2011，51：1316-1324)上撰文，报道了用PBS与多壁碳纳米管、碳纳米纤维、有机粘土的共混材料来制备发泡材料。Zhang等在<应用聚合物科学>(Journal of Applied Polymer Science，2012，126：756-761)上撰文，报道了添加滑石粉为成核剂的PBS发泡材料的制备。Hu等在<碳水化合物聚合物>(CarbohydratePolymer，2015，129：208-215)上撰文，报道了经纳米微晶乙酰化纤维素(ACNC)增强PBS的发泡材料的制备。

通过扩链或使PBS接枝交联增加熔体强度也是改善PBS发泡材料性能的一种解决方法。Kamarudin等在<聚合物降解与稳定>(PolymerDegradation and Stability，1998，62：551-557)上撰文，报道了经辐照交联的PBS发泡材料的制备方法。Lim等在<大分子研究>(Macromolecular Research，2008，16：218-223)上撰文，报道了经接枝和交联PBS发泡材料的制备。Li等在<应用聚合物科学>(Journal of Applied Polymer Science，2013，127：3586-3594)上撰文，报道了以DCP为交联剂，并添加三羟甲基丙烷三丙烯甲酯(TMPTMA)改性PBS，对改性后的PBS进行发泡。Zhou等<聚合物工程和科学>(Polymer Engineering andScience，2011，55：988-994)上撰文，报道了将扩链剂和PBS在哈克流变仪中熔融共混，使PBS扩链，研究了扩链后的PBS的发泡性能。

发明内容