[发明专利]一种聚乙烯醇发泡材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚乙烯醇发泡材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。一种聚乙烯醇发泡材料的制备方法，包括以下步骤：1)配置聚乙烯醇溶液；聚乙烯醇溶液的质量百分比浓度为5％～20％；2)将丙三醇溶于所述聚乙烯醇溶液中，得到共混液；共混液中丙三醇的质量百分比浓度为0.5％～10％；3)将共混液搅拌发泡，制得发泡液；4)利用液氮冷冻发泡液，得到发泡体；5)将发泡体经3～5次的解冻‑冷冻循环，制得发泡弹性体；6)将发泡弹性体冷冻干燥，制得发泡材料。本发明利用物理发泡方法，具有清洁、简单、成本低、绿色环保的特点，适于实际生产加工。本发明的聚乙烯醇发泡材料具有热致形状记忆性能。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚乙烯醇发泡材料及其制备方法。

背景技术

发泡材料因其具有轻量化、隔热、隔音及缓冲等性能，可作为吸声、防震、绝热保温、漂浮等材料，已在建筑、日用品、包装、医疗器械等领域得到了广泛的应用，其中鞋类产品对具有轻质、高舒适性、耐久性及尺寸稳定性良好发泡材料的需求日益增加。乙烯醋酸乙烯酯(EVA)柔性发泡材料具有轻质、舒适、生产成本低等特点，目前已成为制作运动鞋、女士高跟鞋、休闲鞋等鞋中底、内底的标准材料；聚氨酯(PU)发泡材料因其优异的长期力学性能也被广泛应用于鞋类生产中。目前工业化应用的高性能发泡材料因存在后期使用时不可生物降解、废物难处理等问题而造成严重的环境污染，因此开发可降解性发泡材料及环境友好型发泡材料成为众多鞋类生产企业研究的重点。

聚乙烯醇(PVA)发泡材料是一类可生物降解的环保型发泡材料，吸水性强、耐热、耐化学品性能优良，干态具有较大的压缩模量和拉伸模量，目前其制备方法有化学发泡和物理发泡两类。化学发泡是通过添加化学发泡剂进行发泡。可选用碳酸钙作为发泡剂与PVA混合溶解制备发泡材料；也可在PVA溶液中加入化学发泡剂制备；另外采用化学发泡剂对甲苯磺酰氨基脲分解产生气体也可制备机械性能优良的发泡材料，但均以上制备方法均使用化学发泡剂，会造成环境污染。物理发泡包括机械搅拌、辐射交联、冷冻解冻循环技术、微流体发泡等方法，可采用机械发泡方式使添加了生物玻璃PVA溶液产生气泡，再通过戊二醛的化学交联得到泡体结构；也可用水作发泡剂，通过电子束辐射交联制备了PVA发泡材料；也可利用微流体发泡技术制备了孔径小且分布均匀的PVA发泡材料。各种方法所制备的PVA发泡材料主要研究应用于过滤吸附材料(水质净化过滤膜材料、污水处理中有机染料及重金属离子的吸附等)、清洁材料(粉扑、海绵拖把、强力吸水棉巾等)、生物载体材料(污水处理中作为微生物固定化载体等)、功能医学材料(整形外科用填塞材料、手术用敷料等)等，但在鞋材中的研究及应用较少。

由于鞋材在使用过程中接触各种外界环境而造成机械变形大大降低了其适用性能，因此将具有形状记忆效应的形状记忆材料与鞋材结合，可很大程度上保证鞋材在使用过程中保持较好的尺寸稳定性。形状记忆材料可在一定条件下保持其暂时形变，当接触如温度、光、化学条件等特定外界刺激时可恢复其初始形态。近年来，形状记忆泡沫及凝胶材料越来越受到工业加工及学术研究的关注。

聚乙烯醇(PVA)是一种易加工且具有生物相容性的形状记忆聚合物，聚乙烯醇基形状记忆聚合物具有形状记忆材料共有的两个相态，其维持原始形态的固定相一般为基于氢键而形成的交联网状结构及微晶结构，而对外界刺激具有响应性的可逆相一般为材料中的非晶结构。然而，目前文献中报道的聚乙烯醇基形状记忆材料大多是致密块状聚合物，不具有发泡聚乙烯醇基形状记忆聚合物或凝胶的特殊功能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种聚乙烯醇发泡材料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种聚乙烯醇发泡材料的制备方法，包括以下步骤：

1)配置聚乙烯醇溶液；所述聚乙烯醇溶液的质量百分比浓度为5％～20％；

2)将丙三醇溶于所述聚乙烯醇溶液中，得到共混液；所述共混液中丙三醇的质量百分比浓度为0.5％～10％；