專利名稱：過氧化物交聯(lián)聚ε－己內酯泡沫塑料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可生物降解的聚ε-己內酯(PCL)泡沫塑料，它具有優(yōu)異的物理性能和可生物降解性；本發(fā)明還涉及一種過氧化物交聯(lián)技術制備PCL泡沫塑料的方法，屬于聚合物加工領域。
背景技術：
泡沫塑料是一種以塑料為基本組分，含有大量氣泡的材料，也可以說是以氣體為填料的復合材料。因此，它比純塑料輕，可達幾倍、十幾倍，甚至幾十倍。泡沫塑料的特點之一是在受到沖擊載荷時，泡孔中的氣體通過滯流和壓縮，使外來作用的能量被消耗、散逸，泡體以較小的負加速度，逐步終止沖擊載荷。因此，泡沫塑料具有優(yōu)良的緩沖能力。此外，泡沫塑料通過吸收聲波的能量及消除共振使其具有良好的隔音能力。泡沫塑料中氣體的導熱系數(shù)很小，它又具有良好的隔熱和保溫能力?？梢姡眠@些特性，泡沫塑料具有十分廣泛的用途。
通常，泡沫塑料是由聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚氨酯、酚醛樹脂和脲甲醛樹脂等制得。但是，這些泡沫塑料都是非生物降解的，消費后處理不當將引發(fā)環(huán)境問題。最典型的例子是聚苯乙烯泡沫塑料制品消費后造成的白色污染。因此，研究開發(fā)可生物降解的泡沫塑料，替代非生物降解的泡沫塑料，消除白色污染，受到世界范圍的學術界和工業(yè)界的關注。在以前的工作中，我們成功的采用擴鏈的方法和過氧化物交聯(lián)的方法制備了可生物降解的聚乳酸(PLA)泡沫塑料(中國發(fā)明專利200310110047.5，中國發(fā)明專利200310115826.4)。得到的泡沫塑料的密度分別為0.51g/cm3左右和0.30g/cm3左右。PCL類同與PLA，具有良好的生物相容性和生物降解性，將其制成泡沫塑料后用途會十分廣泛。在我們以前的工作中采用輻射交聯(lián)的方法成功的制備了PCL泡沫塑料(中國發(fā)明專利200310115827.9)。其密度最小可達79Kg/m3，但是其力學性能下降的幅度較大。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種可生物降解的聚ε-己內酯(PCL)泡沫塑料，它具有優(yōu)異的物理性能和可生物降解性。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種過氧化物交聯(lián)技術制備PCL泡沫塑料的方法。其特點是用過氧化物對PCL進行交聯(lián)，制得的泡沫塑料具有較高的發(fā)泡倍率，且具有較好的力學性能。
本發(fā)明的目的是采用以下技術措施實現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說明外，均為重量。
本發(fā)明提供的可生物降解的聚ε-己內酯(PCL)泡沫塑料，由PCL100份、過氧化物0.5～2份、發(fā)泡劑2～20份、助發(fā)泡劑1～10份、成核劑1～5份組成。
本發(fā)明提供的制備上述泡沫塑料的方法是1).PCL板材的制備按上述比例，在雙輥開煉機或密煉機進行熔融塑煉，塑煉溫度為80～120℃，時間為5～20分鐘，對所得混合料采用熱壓機模壓成板材，模壓溫度為100～130℃。
2).PCL板材的交聯(lián)空氣中，過氧化物活化溫度下，使PCL板材進行交聯(lián)，交聯(lián)溫度為130～180℃，交聯(lián)時間為3～15分鐘。
3).交聯(lián)PCL板材的發(fā)泡在油浴或是熱壓機上進行發(fā)泡，溫度為150～210℃，時間為1～20分鐘。
本發(fā)明采用的過氧化物為過氧化苯甲酰(BPO)、二枯基過氧化物(DCP)、叔丁基枯基過氧化物或1，1-雙(叔丁基過氧基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷。
本發(fā)明采用的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二甲酸二異丙酯(DIPA)、N，N-二亞硝基五次甲基四胺和4，4’-氧代雙苯磺酰肼(OBSH)至少一種。
本發(fā)明采用的助發(fā)泡劑為氧化鋅、硬脂酸鋅、硬脂酸和硬脂酸鉛至少一種。
本發(fā)明采用的成核劑為氧化鈣、二氧化硅、滑石粉和碳酸鈣至少一種。
具體實施例方式
以下將通過表示本發(fā)明的實例來進一步詳細的說明本發(fā)明。但是，本發(fā)明并不局限于這些例子。
實施例1.將PCL100g、過氧化苯甲酰0.5g、偶氮二甲酰胺2g、氧化鋅1g和氧化鈣1g在雙輥開煉機熔融塑煉，塑煉溫度為80℃，時間5分鐘。然后在熱壓機模壓成型為板材，模壓溫度為100℃。在熱壓機上130℃下進行交聯(lián)3分鐘。在熱壓機上210℃發(fā)泡，發(fā)泡時間為1分鐘。
實施例2.將PCL100g、二枯基過氧化物1.0g、偶氮二甲酸二異丙酯15g、硬脂酸鋅5g和二氧化硅5g在雙輥開煉機熔融塑煉，塑煉溫度為120℃，時間10分鐘。然后在熱壓機模壓成型為板材，模壓溫度為130℃，在熱壓機上180℃下進行交聯(lián)15分鐘。在熱壓機上210℃發(fā)泡，發(fā)泡時間為2分鐘。
實施例3.將PCL100g、叔丁基枯基過氧化物2g、N，N-二亞硝基五次甲基四胺10g、硬脂酸鉛10g和滑石粉2g在密煉機進行熔融混煉，塑煉溫度為100℃，時間20分鐘。然后在熱壓機模壓成型為板材，模壓溫度為120℃，在熱壓機上180℃下進行交聯(lián)5分鐘。在熱壓機上200℃下發(fā)泡，發(fā)泡時間為10分鐘。
實施例4.將PCL100g、過氧化苯甲酰2g、4，4’-氧代雙苯磺酰肼20g、硬脂酸10g和碳酸鈣3g在密煉機進行熔融混煉，塑煉溫度為80℃，時間15分鐘。然后在熱壓機模壓成型為板材，模溫壓度為90℃，在熱壓機上130℃下進行交聯(lián)4分鐘。在熱壓機上150℃下發(fā)泡，發(fā)泡時間為20分鐘。
實施例5.將PCL100g、1，1-雙(叔丁基過氧基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷1.5g、偶氮二甲酰胺5g、偶氮二甲酸二異丙酯10g、氧化鋅1g、硬脂酸鉛2g和二氧化硅3g在密煉機進行熔融混煉，塑煉溫度為90℃，時間10分鐘。然后在熱壓機模壓成型為板材，模壓溫度為120℃，在熱壓機上150℃下進行交聯(lián)8分鐘。在熱壓機上190℃下發(fā)泡，發(fā)泡時間為15分鐘。
由本發(fā)明制備的泡沫塑料表面光滑，色澤潔白，泡孔均勻且為閉孔結構，具有良好的綜合性能(見表1)。
表1過氧化物交聯(lián)PCL泡沫塑料的性能

權利要求
1.一種可生物降解的聚ε-己內酯泡沫塑料，按重量計，由聚ε-己內酯100份、過氧化物0.5～2份、發(fā)泡劑2～20份、助發(fā)泡劑1～10份、成核劑1～5份組成；其中過氧化物為過氧化苯甲酰、二枯基過氧化物、叔丁基枯基過氧化物或1，1-雙(叔丁基過氧基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷；發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸二異丙酯、N，N-二亞硝基五次甲基四胺和4，4’-氧代雙苯磺酰肼的至少一種。助發(fā)泡劑為氧化鋅、硬脂酸鋅、硬脂酸和硬脂酸鉛的至少一種；成核劑為氧化鈣、二氧化硅、滑石粉和碳酸鈣的至少一種。
2.一種制備如權利要求1所述泡沫塑料的方法，主要步驟為a)按重量計，將聚ε-己內酯100份、過氧化物0.5～2份、發(fā)泡劑2～20份、助發(fā)泡劑1～10份、成核劑1～5份熔融塑煉，塑煉溫度為80～120℃，時間5～20分鐘，于100～130℃壓成板材；b)于130～180℃，對步驟a的板材進行交聯(lián)，交聯(lián)時間為3～15分鐘；c)于150～210℃，對步驟b的產物進行發(fā)泡，時間為1～20分鐘。
3.權利要求2的制備方法，其特征在于，步驟a中熔融塑煉采用雙輥開煉機或密煉機進行。
4.權利要求2的制備方法，其特征在于，步驟a中壓成板材采用熱壓機模壓成型。
5.權利要求2的制備方法，其特征在于，步驟b中交聯(lián)采用熱壓機進行。
6.權利要求2的制備方法，其特征在于，步驟c中發(fā)泡采用油浴或是熱壓機進行。
全文摘要
一種可生物降解的聚ε－己內酯(PCL)泡沫塑料，按重量計，由聚ε－己內酯100份、過氧化物0.5～2份、發(fā)泡劑2～20份、助發(fā)泡劑1～10份、成核劑1～5份組成；其制備方法是在80～120℃熔融塑煉，時間5～20分鐘。對所得混合料于100～130℃模壓成板材；于130～180℃交聯(lián)，時間3～15分鐘；150～210℃進行發(fā)泡，時間1～20分鐘。本發(fā)明提供的可生物降解的PCL泡沫塑料具有優(yōu)異的物理性能和可生物降解性。
文檔編號C08L67/04GK1618875SQ200410011120
公開日2005年5月25日 申請日期2004年10月9日 優(yōu)先權日2004年10月9日
發(fā)明者韓常玉, 孫琦, 徐俊, 董麗松 申請人:中國科學院長春應用化學研究所