一种高强聚乳酸微孔泡沫材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114213697A(43)申请公布日2022.03.22(21)申请号202111457385.0(22)申请日2021.12.01(71)申请人四川大学地址610065四川省成都市武侯区一环路南一段24号(72)发明人赵晓文叶林(51)Int.Cl.C08J9/12(2006.01)C08L87/00(2006.01)C08G81/00(2006.01)C08G63/91(2006.01)C08G65/331(2006.01)C08G65/333(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种高强聚乳酸微孔泡沫材料及其制备方法(57)摘要本发明公开一种高强聚乳酸微孔泡沫材料及其制备方法，其特点是首先通过分子设计，采用简便高效的大分子反应性加工方法将具有较低熔点及良好生物可降解性的聚合物链节引入聚乳酸分子链，制备长链支化聚乳酸基嵌段聚合物，在增加聚乳酸分子缠结程度的同时形成具有熔点差异的两相分离结构；在此基础上，利用固相热拉伸联合超临界CO2发泡技术，通过调控发泡温度(低熔点相熔点附近)远低于拉伸取向温度(介于聚乳酸相与低熔点相熔点之间)，从而使嵌段聚合物分子在取向‑发泡过程中形成并保持高度取向结晶结构而获得高强聚乳酸微孔泡沫材料。CN114213697ACN114213697A权利要求书1/1页1.一种高强聚乳酸微孔泡沫材料及其制备方法，其特征在于该高强聚乳酸微孔泡沫材料的制备方法包括高度取向微纤化聚乳酸基嵌段聚合物制备及其发泡成型两个步骤。2.如权利要求1所述高度取向微纤化聚乳酸基嵌段聚合物的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：将0.05～5份多官能环氧化合物、0.05～5份多官能酸酐化合物、0.05～5份多官能异氰酸酯化合物、5～40份低熔点可降解聚合物与100份聚乳酸一起加入密炼机中，于150～220℃下反应5～60min，得到具有长链支化结构的聚乳酸基嵌段聚合物；将聚乳酸基嵌段聚合物进行压制成型，制成尺寸为30×5×1mm3的样片，压制温度为150～220℃，压制压力为5～20MPa，然后将样片固定在可控温调速的拉伸装置上，于60～120℃下恒温5～60min后进行拉伸取向，拉伸速率为5～1000mm/min，待拉伸倍率达到4‑12倍后停止拉伸、冷却、卸载、取样，得到取向试样；其中，所述多官能环氧化合物为乙二醇二缩水甘油醚、1,4‑丁二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、间苯二酚缩甲醛四缩水甘油醚中的任一种；所述多官能酸酐化合物为均苯四酸二酐、3,3',4,4'‑联苯四酸二酐、3,3',4,4'‑二苯醚四酸二酐、3,3',4,4'‑二苯甲酮四酸二酐中的任一种；所述多官能异氰酸酯化合物为1,6‑己二异氰酸酯、4,4’‑二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、L‑赖氨酸二异氰酸酯及L‑赖氨酸三异氰酸酯中的任一种；所述低熔点可降解聚合物为聚己内酯、聚乙二醇、聚对二氧环己酮、聚丁二酸丁二醇酯中的任一种。3.如权利要求1所述取向微纤化聚乳酸基嵌段聚合物的发泡成型方法，其特征在于该方法包括以下步骤：将取向微纤化聚乳酸基嵌段聚合物试样置于10～60℃的高压发泡釜中并向釜体内充入CO2，使釜内压力达5～18MPa并保持0.5～2h，随后快速泄压，取出样品并迅速冷却，得到高强聚乳酸泡沫。2CN114213697A说明书1/4页一种高强聚乳酸微孔泡沫材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种高强聚乳酸微孔泡沫材料及其制备方法，属于生物可降解泡沫材料和高分子材料加工技术领域。背景技术[0002]聚合物泡沫材料具有质轻、比强度高、能量吸收性优异等特点而广泛应用于建筑、包装和运输等领域。目前常用的聚合物泡沫材料，如聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)等，多以石油基聚合物为基体材料，该类材料难于降解且回收困难，其过度使用引发了一系列石油化工能源危机及生态环境问题。为代替石油基聚合物泡沫材料，实现绿色可持续经济发展，生物可降解聚合物发泡材料的研究引起了广泛关注。[0003]聚乳酸(PLA)是一种可生物降解的脂肪族聚酯，来源于玉米、木薯、高粱等可再生资源，由于其优异的力学性能、良好的生物相容性及加工性能，被认为是最有希望替代石油基聚合物的材料。然而，由于其线性分子结构和缓慢的结晶动力学，聚乳酸在加工温度下通常表现出较低的粘弹性，在发泡过程中，易发生泡孔并聚和破裂，对泡孔生长和泡孔均匀性产生不利影响。CN200310110047.5以异氰酸酯作为扩链剂，通过反应性熔融加工及高温化学发泡制备了抗拉强度为3.6～12.8MPa，断裂伸长率为3.3～5.5％的聚乳酸泡沫材料；CN202010086835.9利用纤维素纳米纤维作为成