一种高孔隙率聚苯乙烯多孔复合材料制造技术

本发明专利技术提供了一种高孔隙率的聚苯乙烯多孔复合材料，通过采用含甲基丙烯酰氧基丙基硅树脂作为交联剂，目的在于改善多孔聚苯乙烯材料的易脆、白堊度及低强度等缺点，提高聚合物多孔材料的应用性能。

Porous polystyrene composite material with high porosity

The invention provides a polystyrene composite porous material with high porosity, by containing methacryloxypropyl silicone resin as crosslinking agent, is brittle, chalky degree and low strength improve the defects of porous polystyrene materials, improve the application performance of porous polymer materials.

【技术实现步骤摘要】
一种高孔隙率聚苯乙烯多孔复合材料
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种高孔隙率聚苯乙烯多孔复合材料。
技术介绍
多孔泡沫材料具有轻质骨架、永久开放空隙结构、相对密度低、比表面积大、孔隙率高以及合成路线多等诸多优异的物理化学性能，在离子交换树脂、吸附分离材料、细胞组织工程支架、催化剂载体、光学器件和色谱柱填料等领域广泛应用。制备多孔材料的方法主要有直接模板法、嵌段共聚物自组装法、直接合成法、界面合成法和呼吸图案法等，但是这些方法不能制备具有独特的高度互联三维孔隙蜂窝状结构。高内相比溶液模板法可以通过改变模板的种类和乳液类型来实现对孔结构的预先调控，进而制备具有孔径大小分布可调的高孔隙率、大孔多孔聚合物材料。目前大家采用传统小分子交联剂制备多孔聚苯乙烯材料，但是该材料往往存在易脆、白堊度及低强度等缺点。
技术实现思路
本专利技术一种高孔隙率聚苯乙烯多孔复合材料，目的在于改善多孔聚苯乙烯材料的易脆、白堊度及低强度等缺点，提高聚合物多孔材料的应用性能。本专利技术通过下述技术方案实现：在室温下，将一定量的苯乙烯单体、有机硅交联剂和乳化剂放入四口烧瓶中，搅拌混合均匀，水浴加热60-90℃，加入引发剂和硫酸钾的水溶液；将制备的乳液移入100mL的柱形塑料管中并封口，置于水浴加热60-90℃中继续反应24-48h；将制备的白色柱状材料经过索氏提取器抽提，真空干燥后制得聚苯乙烯多孔复合材料。所述的有机硅交联剂质量为苯乙烯单体质量的10％-70％，所述的有机硅交联剂为含甲基丙烯酰氧基丙基的有机硅树脂，其结构式为：所述的乳化剂包括甘油脂肪酸酯或蔗糖脂肪酸酯或丙二醇脂肪酸酯或失水山梨醇硬脂酸酯。所述的引发剂包括过硫酸钾或过硫酸钠或偶氮二异丁睛或过氧化二异丙苯。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：(1)高内相比溶液模板法可以通过改变模板的种类和乳液类型来实现对孔结构的预先调控，可以制备出高度互联三维孔隙蜂窝状结构，操作简便；(2)含甲基丙烯酰氧基丙基的有机硅交联剂是由单官能度、三官能度与四官能度硅氧烷链节构成的有机硅聚合物，具有独特的三维网络结构和Si-O-Si链结构而具有良好的耐热性能、力学性能和耐候性能。附图说明图1为本专利技术实施例1中聚苯乙烯多孔复合材料的SEM图；图2为本专利技术实施例2中聚苯乙烯多孔复合材料的SEM图。具体实施方式实施例1：将100g的苯乙烯单体、30g甲基丙烯酰氧基丙基硅树脂和失水山梨醇硬脂酸酯(SMO)乳化剂放入250ml四口烧瓶中，搅拌混合均匀，水浴加热60℃，加入引发剂过硫酸钾(KPS)和硫酸钾的水溶液；将制备的乳液移入100mL的柱形塑料管中并封口，置于水浴加热60℃中继续反应48h；将制备的白色柱状材料经过索氏提取器抽提，真空干燥后制得聚苯乙烯多孔复合材料。采用JSM-6510LV型扫描电子显微镜(SEM)表征聚苯乙烯多孔复合材料的形貌；根据国家标准GB1033-86分析聚苯乙烯多孔复合材料的孔隙率；采用Quadrasorb-MP30型全自动比表面及孔隙率分析仪表征聚苯乙烯多孔复合材料比表面积。测试得到实施例1中的聚苯乙烯多孔复合材料的比表面积为5.33m2g-1，压缩强度为0.74MPa，压缩模量为13.54MPa，总孔隙率为91％，分析得出该聚苯乙烯多孔复合材料具有高孔隙率，且压缩性能较好。图1是实施例1中聚苯乙烯多孔复合材料的SEM图，从图中可以直观的看到泡孔呈立体空间分布且紧密相连，互连孔无序排列在泡孔周围，相邻结点构成孔结构的骨架。泡孔直径较小，互联孔道较窄，该聚苯乙烯多孔复合材料具有高度互联三维孔隙蜂窝状结构。实施例2：将100g的苯乙烯单体、60g含甲基丙烯酰氧基丙基硅树脂和失水山梨醇硬脂酸酯(SMO)乳化剂放入250ml四口烧瓶中，搅拌混合均匀，水浴加热60℃，加入引发剂过硫酸钾(KPS)和硫酸钾的水溶液；将制备的乳液移入100mL的柱形塑料管中并封口，置于水浴加热60℃中继续反应48h；将制备的白色柱状材料经过索氏提取器抽提，真空干燥后制得聚苯乙烯多孔复合材料。表征方法同实施例1，测试得到实施例1中的聚苯乙烯多孔复合材料的比表面积为7.10m2g-1，压缩强度为0.28MPa，压缩模量为4.86MPa，总孔隙率为92％，分析得出该聚苯乙烯多孔复合材料具有高孔隙率，且压缩性能较好。图2是实施例2中聚苯乙烯多孔复合材料的SEM图，从图中可以直观的看到泡孔呈立体空间分布且紧密相连，互连孔无序排列在泡孔周围，相邻结点构成孔结构的骨架。泡孔直径较小，互联孔道较窄，该聚苯乙烯多孔复合材料具有高度互联三维孔隙蜂窝状结构。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，但本专利技术不限于上述实施例，还可以根据本专利技术的专利技术创造的目的做出多种变化，凡依据本专利技术技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，都属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高孔隙率聚苯乙烯多孔复合材料，其特征在于：以苯乙烯为单体，采用有机硅交联剂，采用高内相比乳液膜板法制备聚苯乙烯多孔复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种高孔隙率聚苯乙烯多孔复合材料，其特征在于：以苯乙烯为单体，采用有机硅交联剂，采用高内相比乳液膜板法制备聚苯乙烯多孔复合材料。2.根据权利要求1所述的一种高孔隙率聚苯乙烯多孔复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)，在室温下，将一定量的苯乙烯单体、有机硅交联剂和乳化剂放入四口烧瓶中，搅拌混合均匀，水浴加热60-90℃，加入引发剂和硫酸钾的水溶液，制备得到乳液A；步骤(2)，将步骤(1)中制备的乳液A移入100mL的柱形塑料管中并封口，置于水浴加热60-90℃中继续反应24-48h，制备得到白色柱状材料B；步骤(3)，将步骤(2)中制备的白色柱状材料B经过索氏提取器抽提，真空干燥后制得聚苯乙烯多孔复合材料。...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱鸿浩，
申请(专利权)人：成都博美实润科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51