梯度結構聚合物微孔發(fā)泡材料的制備及其性能.pdf

1、泡孔尺寸梯度變化的聚合物發(fā)泡材料因其在眾多領域具有巨大的潛在應用價值從而受到了越來越多的關注，然而，制備具有這種特殊結構的聚合物發(fā)泡材料卻非常困難?，F如今，通過調控發(fā)泡劑氣體在聚合物中不同區(qū)域的溶解度或者控制聚合物發(fā)泡時不同區(qū)域的溫度等方法，可以制備得到泡孔尺寸梯度變化的聚合物發(fā)泡材料。然而，這些方法對設備及工藝的要求都特別高。
　　本論文以陽極氧化鋁(AAO)膜作為基底與聚合物熔融復合，采用間歇發(fā)泡的方式成功制備得到了泡孔尺寸梯

2、度分布的聚合物發(fā)泡材料。首先將AAO膜用氟硅烷進行表面親CO2修飾，然后與PS熔融復合，最后采用超臨界二氧化碳作為發(fā)泡劑，使用間歇發(fā)泡法得到聚合物發(fā)泡材料。通過發(fā)泡材料斷面SEM圖可知，發(fā)泡材料的泡孔尺寸隨著離AAO膜距離的增加呈現從小到大梯度變化的規(guī)律。并且，通過探究發(fā)泡條件對泡孔形態(tài)的影響，發(fā)現使用大孔徑(150nm)的 AAO膜和在13.8MPa，100℃及泄壓耗時為0.3s時具有最完美的梯度結構。隨后，在對AAO膜進行不同改性方

3、式實驗中可知AAO膜在發(fā)泡過程中對PS基體的異相成核效應是產生梯度孔結構的重要因素，使用PS-G納米復合材料和AAO膜復合發(fā)泡得到均一的孔結構的現象也很好的驗證了這一點。而AAO膜與PS不同復合程度的實驗中可知AAO膜在發(fā)泡過程中對PS基體的納米限制效應也是產生梯度孔結構的決定性因素。
　　然而，市售AAO膜較脆，無法進行重復利用或大尺寸發(fā)泡樣品制備，因此，本文通過陽極氧化法電解鋁箔，自制AAO膜用于發(fā)泡研究。結果發(fā)現使用自制的A

4、AO膜與聚合物復合發(fā)泡后也能得到較為工整的梯度泡孔結構，并且發(fā)現發(fā)泡之后AAO膜表面的孔結構被聚合物基體覆蓋，當重復使用兩次之后，原本工整的梯度泡孔結構變得不明顯，甚至出現兩級孔結構。隨后，通過測量大尺寸發(fā)泡樣品力學性能，發(fā)現使用AAO膜增加了聚合物發(fā)泡材料本體密度，提高了其拉伸強度。
　　為了驗證該方法在不同聚合物中的通用性，采用PMMA、PLA作為聚合物基體進行發(fā)泡研究。結果發(fā)現使用不同聚合物均可得到梯度泡孔結構，其中PMMA