【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子泡沫材料，具体地说，涉及一种可生物降解泡沫塑料及其制备方法。
技术介绍
1、泡沫是一种轻质材料，由于其隔音和隔热特性以及阻尼性能，广泛用于缓冲和包装行业。目前大多数使用和丢弃的泡沫（如聚苯乙烯泡沫和聚乙烯泡沫等）是不可生物降解的，导致严重的环境问题，因此开发可生物降解泡沫的紧迫性日益增加。然而，大多数可生物降解的聚合物，如半结晶聚合物聚（乳酸）（pla），显示出低熔体强度，导致所制备得到的泡沫发泡倍率低（10倍以下），不仅成本远高于大多数发泡倍率超过30倍的聚乙烯或聚苯乙烯泡沫，而且回弹性差。
2、2022年，我们以co2为发泡剂，使用釜压发泡法制备了一种发泡倍率为10-50的非脆性二氧化碳基聚酯-聚碳酸酯（ppc-p）泡沫（中国专利cn 115651382a， nanomaterials.2024, 14(13), 1120），所制备得到的ppc-p泡沫具有均匀致密的泡孔。不足之处在于由于ppc-p玻璃化转变温度(40~55℃)较低，在温度较高时容易变形，因此所得的ppc-p泡沫尺寸稳定性差，同时因为co2气体本身在泡沫中的扩散速度较快，进一步使泡沫易于收缩。从而很大程度上限制了其在发泡材料领域的应用
3、2024年，我们用邻苯二甲酸酐、四氯苯酐、环氧丙烷与二氧化碳共聚制备得到一种二氧化碳基聚酯-聚碳酸酯四元共聚物(ppc-x)(中国专利 cn 118206728a)，所制备得到的ppc-x具有良好的透光性能，高阻隔性，力学强度可以达
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，首次采用二氧化碳基聚酯-聚碳酸酯四元共聚物（ppc-x）制备可生物降解泡沫塑料，得到一种具有高发泡倍率、较均匀致密的泡孔结构、且具有一定的柔韧性和回弹性的可生物降解四元共聚物泡沫塑料。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种可生物降解四元共聚物泡沫塑料，由如下质量份数的组分组成：
4、二氧化碳基聚酯-聚碳酸酯四元共聚物88-95份，
5、物理发泡剂5-12份；
6、所述物理发泡剂为正戊烷或异戊烷中的一种或两种；
7、所述二氧化碳基聚酯-聚碳酸酯四元共聚物（ppc-x）是由邻苯二甲酸酐、四氯苯酐、环氧丙烷与二氧化碳四元共聚得到的高分子聚合物，其数均分子量为50000至150000；其结构如式(1)所示；其中m≥1，n≥1，k≥0，j≥0；m、n、k和j均为整数；
8、
9、作为优选的，在上述的可生物降解四元共聚物泡沫塑料中，还填加有机填料，有机填料的添加重量为可生物降解四元共聚物泡沫塑料的1-40%。
10、作为优选的，在上述的可生物降解四元共聚物泡沫塑料中，所述有机填料选自玉米淀粉、小麦淀粉、红薯淀粉、木质素纤维粉中的一种或多种。
11、一种可生物降解四元共聚物泡沫塑料的制备方法，包括如下步骤：
12、（1）使用线材挤出机将二氧化碳基聚酯-聚碳酸酯四元共聚物牵条切粒得到微颗粒；
13、（2）将微颗粒放置于高压反应釜中，先装入分散介质、物理发泡剂和隔离剂，再注入n2，通过设置釜内的饱和压力、饱和时间和饱和温度，得到不同发泡剂吸附含量的均相材料；
14、（3）待物理发泡剂吸附饱和后，先对反应釜进行低温冷却后，再进行低温缓慢泄压，泄压完成后，转移至分析天平确认物理发泡剂的吸附量，并转移至热水浴进行发泡，随后收集发泡完成后的泡沫珠粒，并通过模压成型的方式制备泡沫成型体。
15、作为优选的，在上述的可生物降解四元共聚物泡沫塑料的制备方法中，所述微颗粒的长度/直径比为0.5-2，所述微颗粒的平均重量为0.1-20mg。
16、作为优选的，在上述的可生物降解四元共聚物泡沫塑料的制备方法中，所述饱和温度为75℃；所述饱和压力为2.0mpa -5.0mpa；所述饱和时间为6h-24h；所述热水浴的温度为55℃-85℃。
17、作为优选的，在上述的可生物降解四元共聚物泡沫塑料的制备方法中，所述分散介质为去离子水，所述隔离剂为磷酸钙。
18、由于二氧化碳基聚酯-聚碳酸酯四元共聚物具有较高的玻璃化转变温度，其在高温高压条件下吸附戊烷后，发泡剂正戊烷或异戊烷能够保存在材料体内，使用时则通过升高温度进行发泡。这无疑降低了成本以及工业应用化的难度。通过调整吸附时压力在1.0mpa -2.0mpa，可轻松获得发泡倍率为10-40倍的发泡材料，并且具有均匀致密的泡孔结构，且所得泡沫产品为非脆性泡沫，具有一定柔韧性和回弹性。在更高压力下，如3.0mpa -5.0mpa，则会大大缩短正戊烷或异戊烷在聚合物ppc-x中的饱和时间，可大大提高工业化效率。
19、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
20、（1）常见的eps发泡中，物理发泡剂的选择原则是：戊烷和ps的相容性很好。而在本专利技术中，基于ppc-x的结构特性，不难发现戊烷和ppc-x的相容性一般，但是通过设计实验，我们可以实现戊烷在ppc-x颗粒中达到较高的的吸附量（>7%）。尽管戊烷和ppc-x的相容性较为一般，但出乎意料地，发泡后的ppc-x具备有高发泡倍率（10~45倍）、小的泡孔尺寸（~40μm）、致密均匀的泡孔结构（泡孔密度可以达到~1.5×107 泡孔/cm3）以及很好的泡沫尺寸稳定性以及一定的回弹性等。另一方面，对于多数可生物降解聚合物而言，通常的物理发泡剂为co2，co2气体较快的解吸附速率限制了它们的发泡行为，在吸附了物理发泡剂后往往会出现预发泡现象，这对材料发泡工艺和储存条件的要求也明显提高了。而在本专利技术中，发泡剂正戊烷或异戊烷在ppc-x中的解吸附速率极低，能够达到良好的储存效果，这对于含有发泡剂的发泡颗粒的长期储存提供了可能性。本专利技术则通过釜压发泡法，以正戊烷或异戊烷为发泡剂，饱和温度为75℃，调整反应釜的饱和压力在1.0mpa -5.0mpa，饱和时间为6h-24h，可以得到戊烷吸附量大于7%，便于储存的ppc-x发泡颗粒，在60~80℃热水中发泡时，可轻松获得发泡倍率为10-40的ppc-x发泡珠粒，并且具有均匀致密的泡孔结构，且所得ppc-x的泡沫产品为非脆性泡沫，具有良好的柔韧性。
21、（2）正戊烷或异戊烷作为物理发泡剂时，由于正戊烷或异戊烷在可生物降解高分子聚合物中的低溶解性限制了其使用。本专利技术通过设计实验，采用正戊烷或异戊烷作为物理发泡剂，可轻松实现ppc-x中发泡剂的吸附量大于7%，从而可以获得高发泡倍率的ppc-x泡沫材料。本专利技术的可生物降解泡沫塑料的发泡倍率可以超过 40倍，这在可生物降解塑料发泡领域，尤其是通过釜压发泡本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可生物降解四元共聚物泡沫塑料，其特征在于，由如下质量份数的组分组成：
2.根据权利要求1所述的可生物降解四元共聚物泡沫塑料，其特征在于，还填加有机填料，有机填料的添加重量为可生物降解四元共聚物泡沫塑料的1-40%。
3.根据权利要求2所述的可生物降解四元共聚物泡沫塑料，其特征在于，所述有机填料选自玉米淀粉、小麦淀粉、红薯淀粉、木质素纤维粉中的一种或多种。
4.一种权利要求1所述可生物降解四元共聚物泡沫塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的可生物降解四元共聚物泡沫塑料的制备方法，其特征在于，所述微颗粒的长度/直径比为0.5-2，所述微颗粒的平均重量为0.1-20mg。
6.根据权利要求4所述的可生物降解四元共聚物泡沫塑料的制备方法，其特征在于，所述饱和温度为75℃；所述饱和压力为2.0MPa -5.0MPa；所述饱和时间为6h-24h；所述热水浴的温度为55℃-85℃。
7.根据权利要求4所述的可生物降解四元共聚物泡沫塑料的制备方法，其特征在于，所述分散介质为去离子水，所述
...【技术特征摘要】
1.一种可生物降解四元共聚物泡沫塑料，其特征在于，由如下质量份数的组分组成：
2.根据权利要求1所述的可生物降解四元共聚物泡沫塑料，其特征在于，还填加有机填料，有机填料的添加重量为可生物降解四元共聚物泡沫塑料的1-40%。
3.根据权利要求2所述的可生物降解四元共聚物泡沫塑料，其特征在于，所述有机填料选自玉米淀粉、小麦淀粉、红薯淀粉、木质素纤维粉中的一种或多种。
4.一种权利要求1所述可生物降解四元共聚物泡沫塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
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【专利技术属性】
技术研发人员：孟跃中，曾志皓，吴嫦娥，岳双双，肖敏，王拴紧，韩东梅，黄盛，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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