一种形状记忆发泡材料及其制备方法和应用

本发明涉及聚合物发泡领域，尤其涉及一种形状记忆温度可调的发泡材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、形状记忆聚合物是一类智能聚合物材料，在热、水分、电、磁场或光照射等外部刺激下它可以从固定的临时形状恢复为原始形状。

2、多孔形状记忆聚合物具有轻质、刺激响应动态渗透能力更强等特点。制备多孔形状记忆聚合物的方法包括发泡、热致相分离、粒子沥滤和静电纺丝。其中，超临界流体发泡因其无毒、绿色、安全等优势是制备多孔形状记忆聚合物的有效方法。

3、热塑性聚氨酯(tpu)、热塑性聚酯弹性体(tpee)、热塑性尼龙弹性体(peba)、可生物降解的聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(pbat)、聚丁二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(pbst)通过与聚乳酸(pla)、塑化剂进行熔融共混，采用超临界流体发泡技术制备了tpu/pla发泡材料、tpee/pla发泡材料、peba/pla发泡材料、pbat/pla发泡材料、pbst/pla发泡材料，这些发泡材料具有形状记忆能力，其形状记忆的“开关”温度为pla的玻璃化转变温度。

4、但在航空航天、医疗器械及传感器等领域需要不同的形状记忆“开关”温度的形状记忆功能的发泡材料，pla的玻璃化转变温度约为62℃，这使其应用受到限制。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种形状记忆温度可调的发泡材料及其制备方法和应用。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种形状记忆温度可调的发泡材料的制备方法，包括以下步骤：

4、将热塑性弹性体和/或可降解的聚酯与pla、塑化剂进行熔融共混，得到待发泡体；所述塑化剂为乙酰柠檬酸三丁酯、聚乙二醇、柠檬酸三乙酯和柠檬酸三丁酯中的一种或多种；

5、将所述待发泡体置于含有气体发泡剂的环境中依次进行饱和吸附、泄压发泡，得到所述发泡材料；

6、所述饱和吸附的温度为(tm-60)～tm，tm为所述待发泡体的熔点；所述饱和吸附的压力为10～30mpa，时间为d×(30～180)min，d为所述待发泡体的厚度，单位为mm。

7、优选的，所述热塑性弹性体包括热塑性聚氨酯、热塑性聚酯弹性体和热塑性尼龙弹性体中的一种或多种；所述可降解的聚酯包括聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯和/或聚丁二酸-对苯二甲酸丁二醇酯。

8、优选的，所述热塑性弹性体和/或可降解的聚酯的总质量与pla的质量之比为1.5～9:1。

9、优选的，所述塑化剂与pla的质量比为0.25～0.75:1。

10、优选的，所述气体发泡剂包括超临界流体co2和/或超临界流体n2。

11、优选的，所述泄压发泡的泄压速度为10～300mpa/s。

12、优选的，所述泄压发泡后，还包括：将所得泡沫置于冰水中冷却直至泡孔定型，得到所述发泡材料。

13、本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备的形状记忆温度可调的发泡材料，所述发泡材料的玻璃化转变温度为42～54℃。

14、本发明还提供了上述技术方案所述形状记忆温度可调的发泡材料在航空航天及传感器领域中的应用。

15、本发明通过添加合适的塑化剂，使pla分子链段运动能力增强，降低了pla玻璃化转变温度，并通过调整饱和吸附的温度、压力和时间，可制备得到不同形状记忆“开关”温度的发泡材料。

技术特征：

1.一种形状记忆温度可调的发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热塑性弹性体包括热塑性聚氨酯、热塑性聚酯弹性体和热塑性尼龙弹性体中的一种或多种；所述可降解的聚酯包括聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯和/或聚丁二酸-对苯二甲酸丁二醇酯。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述热塑性弹性体和/或可降解的聚酯的总质量与pla的质量之比为1.5～9:1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述塑化剂与pla的质量比为0.25～0.75:1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述气体发泡剂包括超临界流体co2和/或超临界流体n2。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述泄压发泡的泄压速度为10～300mpa/s。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述泄压发泡后，还包括：将所得泡沫置于冰水中冷却直至泡孔定型，得到所述发泡材料。

8.权利要求1～7任一项所述制备方法制备的形状记忆温度可调的发泡材料，其特征在于，所述形状记忆温度可调的发泡材料的玻璃化转变温度为42～54℃。

9.权利要求8所述形状记忆温度可调的发泡材料在航空航天及传感器领域中的应用。

技术总结
本发明提供了一种形状记忆温度可调的发泡材料及其制备方法和应用。本发明提供了一种形状记忆温度可调的发泡材料的制备方法，包括以下步骤：将热塑性弹性体和/或可降解的聚酯与PLA、塑化剂进行熔融共混，得到待发泡体；所述塑化剂为乙酰柠檬酸三丁酯、聚乙二醇、柠檬酸三乙酯和柠檬酸三丁酯中的一种或多种；将所述待发泡体置于含有气体发泡剂的环境中依次进行饱和吸附、泄压发泡，得到所述发泡材料；所述饱和吸附的温度为(T<subgt;m</subgt;‑60)～T<subgt;m</subgt;，T<subgt;m</subgt;为所述待发泡体的熔点；所述饱和吸附的压力为10～30MPa，时间为d×(30～180)min，d为所述待发泡体的厚度，单位为mm。

技术研发人员：胡冬冬,赵玲,陈弋翀,宫政,袁杰
受保护的技术使用者：华东理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/7/15