聚乳酸扩链及其超临界二氧化碳微孔发泡

采用环氧类扩链剂对聚乳酸进行反应挤出扩链,通过超临界CO2快速降压法对扩链聚乳酸进行发泡。采用凝胶渗透色谱仪、高级动态流变仪、差示扫描量热仪、动态热机械分析仪研究了扩链聚乳酸的动态流变行为、结晶性能及粘弹性;并采用密度仪及扫描电镜研究了发泡温度对聚乳酸泡沫发泡倍率及泡孔形态的影响。研究结果表明,扩链后聚乳酸的相对分子质量增大,熔体的复数黏度和储能模量增加。与聚乳酸相比,扩链聚乳酸的冷结晶现象比较显著,冷结晶温度明显下降,冷结晶热焓明显增大。冷结晶导致扩链聚乳酸在100~120℃温度区间内的储能模量较高,从而有利于泡孔的生长。通过对聚乳酸的扩链改性,采用超临界CO2发泡技术,成功制备出了聚乳酸微孔泡沫材料,发泡倍率可达20倍,泡孔规整,平均孔径43μm,孔径分布较窄。     

超临界二氧化碳制备聚合物微孔材料研究进展

超临界二氧化碳具有传质系数高、黏度低、安全易得等优点,在制备聚合物微孔材料的应用方面受到广泛关注.与传统的相转化制膜技术相比,它具有将相分离与干燥结合且不破坏结构、溶剂容易回收利用、微孔结构方便调控、环境友好等优点.文章主要综述了超临界二氧化碳作为物理发泡剂和作为溶剂/非溶剂在聚合物微孔材料制备中的研究进展.     

用超临界CO2法制备聚乳酸三维多孔支架材料

在超临界CO2(SC—CO2)条件下制备了生物相容性良好的聚乳酸(PLA)多孔材料，研究了PLA的分子量、SC—CO2的压力、温度和处理时间对多孔材料的结构形态、孔隙率和玻璃化温度的影响。结果表明：支架材料的孔洞分布、结构形态和孔隙率不仅与聚乳酸的分子量有关，而且与处理样品的压力、温度和时间关系密切；经超临界CO2处理后材料的玻璃化温度(Tg)有所升高，与传统的方法所制得的材料相比较，多孔材料不仅杂质少，孔径孔率分布均匀，孔洞表面粗糙，而且在大孔之间几乎布满了直径为10—20μm的微孔，该结构提供了营养物质和新陈代谢的通道，且细胞和生长因子也能通过。     

新型生物降解材料聚乳酸的微孔发泡技术研究进展

介绍了新型生物可降解材料聚乳酸(PLA)微孔塑料的最新研究进展,并详细介绍了PLA微孔塑料的泡孔形态和力学性能的影响因素.     

超临界CO2中制备聚乳酸/羟基磷灰石复合支架材料

利用盐析/超临界CO2复合方法制备了一系列的PDLLA/HA三维多孔支架材料.利用这种方法可以避免使用有机溶剂、较高温度和降低常规气体发泡法所需的较长时间.制备的三维多孔支架的孔隙率最高达91%,孔与孔之间相互连通,孔分布均匀,孔径大小为100～300μm,抗压强度明显增加.详细研究了CO2压力、温度、浸润时间以及致孔剂含量等条件的变化对复合材料形貌和孔隙率的影响.     

超临界CO2发泡工艺对聚乳酸微孔纳米复合材料泡孔结构的影响

利用超临界CO_2作为物理发泡剂,采用高压釜间歇发泡法,制备了聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/氧化锌(PLA/PBS/ZnO)微孔纳米复合材料,研究了超临界CO_2微孔发泡过程中,发泡温度、保压压力和释压速率对PLA/PBS/ZnO微孔纳米复合材料泡孔结构的影响。结果表明:发泡温度对微孔纳米复合材料泡孔结构的影响显著且与纳米复合材料熔体强度密切相关,温度相对过高或过低,都会引起聚合物熔体强度和表面张力的变化而导致无法得到均匀密集的泡孔,当体系的发泡温度为90℃时,复合材料的泡孔平均直径最小,泡孔密度最大,泡孔尺寸分布最集中;保压压力对泡孔结构的影响体现在超临界CO_2的溶解度和发泡体系的黏度上,保压压力较低时得到的泡孔平均尺寸较大且分布不均匀,当保压压力为16 MPa时,复合材料的泡孔平均直径最小,泡孔密度最大,泡孔尺寸分布最集中;释压速率决定着发泡初始阶段的成核效率,随着释压速率的升高,复合材料的泡孔平均直径减小,泡孔密度显著增大,泡孔数量增多且尺寸分布更集中。     

超临界CO2制备三元乙丙橡胶微孔泡沫

本工作采用超临界CO2作为物理发泡剂,通过快速泄压法制备了三元乙丙橡胶(EPDM)微孔泡沫材料,并系统深入地研究了发泡条件及硫化条件对EPDM泡沫结构等方面的影响.通过一系列的实验发现:硫化条件决定EPDM基体的强度、交联度以及弹性,是泡孔结构形成的关键因素,预硫化程度过高或过低都不利于形成较好的泡孔结构;scCO2饱和温度降低有利于制备孔径更小的泡孔;scCO2饱和压力的增大明显改善了泡孔形貌的规整度,提高了泡孔的均匀性,泡孔的密度随饱和压力的升高而呈指数级增加;不同硫化条件和发泡条件下制得的EPDM基微孔泡沫,其最小平均孔径达到了1.24μm,最大孔密度达到了1.33×1011个/cm3.     

超临界二氧化碳辅助挤出制备微孔醋酸纤维素

为了连续化制备泡孔结构良好的微孔二醋酸纤维素(CDA)材料,采用超临界二氧化碳(SC-CO_2)辅助CDA挤出发泡,通过扫描电镜对微孔CDA材料断面形貌进行了观测,研究了CO_2注气量、螺杆转速和溶剂比对CDA泡孔形貌的影响,结果显示,随着CO_2注气量增加,泡孔密度从9.3×10~7 cm~(-3)增加至1.04×10~(11) cm~(-3),平均泡孔直径从10.06μm减小至1.16μm;随着螺杆转速的提高,压降速率显著增加,泡孔密度从6.6×10~7 cm~(-3)增加到了9.12×10~(10) cm~(-3),泡孔直径从28.1μm减小到了0.88μm;随着醇酮溶剂用量的增加,泡孔密度降低,并出现了泡孔合并现象。采用SC-CO_2辅助挤出发泡技术可以制备出含有致密泡孔结构的微孔CDA材料。     

利用超临界二氧化碳制备低介电常数聚酰亚胺微孔薄膜

利用超临界CO2发泡技术,制备了一种低介电常数的聚酰亚胺微孔薄膜。扫描电子显微镜观察表明,微孔薄膜具有实心表层及中心微孔层结构,中心微孔层内泡孔孔径约2μm,泡孔分布均匀。在相同的发泡温度下,发泡时间在10 s内,随着发泡时间增长,孔径较小(<1μm)的泡孔数目明显减小,泡孔尺寸增大。发泡约10 s后,泡孔尺寸变化略微增加。在230℃~270℃范围内,发泡温度越高,微孔薄膜中心微孔层内的泡孔孔径越小,孔径分布越均匀,泡孔密度越大,薄膜密度也越小。拉伸性能测试表明,随着密度减小,聚酰亚胺微孔薄膜的拉伸强度和拉伸模量下降。介电性能分析表明,聚酰亚胺微孔薄膜的介电常数明显下降,当密度为0.75 g/cm3时,聚酰亚胺微孔薄膜的介电常数降至2.21;在102Hz~107Hz频率范围内,微孔薄膜的介电常数具有较高的频率稳定性。     

微孔发泡高分子材料

微孔发泡材料是新型的改性热塑性高分子材料，微孔的引入提高了坑分子材料的韧性，绝缘性，耐热性和耐疲劳性能等。文中以美国麻省理工学院Suh教授等研制开发的微孔发泡材料为主线，综述了微孔发泡高分子材料的研究背景，发展历史，性能特征，泡孔成核模型公式，制备以及应用前景，以推动我国的研究在该领域的发展。     

超临界CO_2下聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物共混物微孔发泡材料的制备

用熔融共混的方法制备了不同含量乙烯-辛烯共聚物(POE)的聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯共聚物(POE)的共混物,研究了共混物的相形态和流变性能。用超临界二氧化碳(sc-CO_2)作为物理发泡剂,制备了PP/POE的共混物微孔发泡材料。研究了POE含量、温度和压力对微孔发泡材料泡孔的影响。结果表明,发泡材料平均泡孔尺寸在2~7μm之间,泡孔密度大于109 cm~(-3)。随着POE含量的增加、温度的升高,泡孔直径增大,泡孔密度降低;随着压力的增大,泡孔尺寸先增大后减小,泡孔密度逐渐增大。     

超临界二氧化碳中聚苯乙烯的受限发泡

以超临界二氧化碳为发泡剂,采用快速降压法,研究了聚苯乙烯(PS)一维和二维受限发泡的微孔形态。考察了不同温度(50℃～110℃范围)、压力(9MPa～18MPa范围)和降压速率(0.38MPa/s～48.1MPa/s范围)对PS受限发泡微孔形态的影响。结果表明,在一维发泡中,随发泡空间的增加,PS微孔取向明显;在二维发泡中,采用气孔板的受限方式,对饱和时间影响小,在相对高温、低压和低降压速率下,二维发泡能够得到更均匀和微小的泡孔材料。     

用超临界二氧化碳技术制备硅橡胶/碳纳米管/炭黑复合导电泡沫材料

以超临界二氧化碳为物理发泡剂,制备出一种具有良好导电性能的硅橡胶/碳纳米管/炭黑多相复合泡沫材料。系统研究了不同碳纳米管含量及不同加工参数对硅橡胶发泡行为和最终硅橡胶泡沫材料导电性能的影响。实验结果表明,碳纳米管和炭黑在硅橡胶基体中分散良好,无明显团聚体出现。均匀分散的碳纳米管能够提高发泡时的成核密度,从而得到具有较小泡孔尺寸和较高泡孔密度的泡沫材料。研究发现随着饱和温度升高,泡孔尺寸变大,泡孔合并现象明显;随饱和压力增加,泡孔尺寸变小,泡孔密度增加,泡孔合并现象减少。不同泡孔形态对应其导电性能也有所不同,当泡孔尺寸较小,泡孔分布均匀的泡沫材料导电性能较好。     

超临界CO_2中pH-响应型壳聚糖膜的制备及性能

以壳聚糖为膜基材,制备壳聚糖基多孔膜,并在超临界二氧化碳中,以丙烯酸(AA)和4-乙烯基吡啶(4-VP)为接枝共聚单体,对壳聚糖多孔膜进行接枝,制备了p H-响应型壳聚糖多孔膜。采用傅里叶变换红外光谱和X射线衍射等对接枝膜的结构进行表征,考察了2种接枝单体的摩尔比及反应压力对壳聚糖膜接枝率的影响,以及接枝膜对蛋白质的吸附。红外结果表明聚丙烯酸与聚4-乙烯基吡啶均接枝到壳聚糖膜上。当AA/4-VP单体摩尔比由3∶1增加至6∶1时,接枝率由7.12%逐渐增大至13.36%,此后呈下降趋势。且随着反应压力的提高,壳聚糖膜接枝率先增长后降低,当反应压力在19 MPa时,得到较高的接枝率(13.36%)。当溶液p H=2~10时,壳聚糖接枝膜的水通量随着p H值的增大而降低。蛋白质吸附实验显示,在p H为4.8时接枝膜获得最大比表面积吸附量5.76 mg/cm2。     

CO_2辅助膨胀制备微细PCL颗粒

采用超临界CO_2辅助膨胀结合喷嘴雾化分散过程,制备可用于药物缓控释制剂材料聚己酸内酯微细颗粒。实验考察了聚己酸内酯-二氯己烷溶液浓度、流量、预膨胀温度、顸膨胀压力对颗粒尺寸和形貌的影响。结果表明,增加预膨胀压力、降低预膨胀温度、减小喷嘴孔径能得到聚己内酯微细颗粒;在一定的溶液初始浓度、溶液流率范围内,较高的溶液初始浓度、较高的溶液流率,可得到小于1μm聚己酸内酯微细球状颗粒。     

LLDPE/EPDM共混物的超临界CO2微孔发泡研究

研究了线性低密度聚乙烯(LLDPE)/三元乙丙橡胶(EPDM)橡塑共混物在超临界CO_2中的微孔发泡行为。利用扫描电子显微镜对发泡样品的泡孔形貌进行了分析和表征;采用差示扫描量热仪分析了共混物的热性质;分别利用旋转流变仪和万能试验机分析得到样品的流变性能和力学性能。采用一定量的LLDPE与EPDM共混,压制标准试样,然后在高压反应釜中进行发泡,讨论了LLDPE/EPDM共混物中橡塑的质量比、饱和温度、饱和压力对材料泡孔结构和泡孔均匀性的影响。利用超临界CO_2作物理发泡剂,对发泡条件进行优化,可得到泡孔尺寸规整、泡孔密度高且回弹性和韧性较好的发泡闭孔材料。     

超临界二氧化碳处理对铀抗大气腐蚀性能的影响

通过对经超临界二氧化碳（Super Critical Carbon Doxide,SCCO2)处理的铀样品在60℃和70％相对湿度大气环境中腐蚀增重速度进行测量，研究了SCCO2处理对铀样品抗大气腐蚀性能的影响，借助俄歇电子能谱和X射线衍射等表面分析方法，对经过SCCO2处理的铀样品在表面的结构和化学成分进行了分析。实验有明，在10MPa、60℃的SCCO2中浸泡处理3．0h和4．5h后，铀样品的抗大气腐蚀速度都较未经过SCCO2处理的样品有明显的减慢。SCCO2压力参数影响的实验结果显示：同样条例上（60℃，3h)，10MPa SCCO2处理的样品的抗大气腐蚀性能比8MPa压力处理的要好；相同压力及时间条件下（10MPa,3h),60℃处理的样品的抗腐蚀性能优于50℃处理的。在所有实验中，10MPa,60℃的SCCO2处理3h后再于2MPa的CO2中浸泡108h，样品的抗腐蚀性能最好。AES分析结果显示，经SCCO2处理后，铀表层C、O含量比未处理品高，表明处理过程中有C和O的引入；XRD分析发现，铀表面与SCCO2之间的化学反应在表层主要的产物是UO2。对超临界二氧化碳处理提高铀抗腐蚀能力的机理也进行了初步的探讨。     

超临界二氧化碳中N-异丙基丙烯酰胺与二乙二醇二甲基丙烯酸酯的交联聚合

采用超临界二氧化碳（scCO2）沉淀聚合法,在不添加高分子表面活性剂及共溶剂的前提下,以AIBN为引发剂,二乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,成功制备了交联的聚（N-异丙基丙烯酰胺）温度敏感型微凝胶;通过扫描电镜（SEM）、差示扫描量热分析（DSC）等方法对聚合物的微观形貌进行了表征,测定了微凝胶的相转变温度,同时也考察了...     

超临界CO2爆破剥离石墨/低密度聚乙烯导电复合材料

以低密度聚乙烯为基体,天然石墨为填料,通过熔融共混法制备了导电复合材料,并进一步采用超临界二氧化碳对其进行爆破处理,得到经CO2剥离分散后的导电材料。通过万用表、旋转流变仪和万能拉力试验机对超临界二氧化碳处理前后的复合材料的电性能、流变性能和力学性能进行了测试。结果表明,未经超临界二氧化碳处理,复合体系发生导电逾渗时填料含量为40%~45%,发生流变逾渗时填料含量为35%。经超临界二氧化碳处理后,导电逾渗发生时填料含量降低到25%~30%,体系的电阻率下降了1~2个数量级,流变逾渗现象出现的填料含量也降低至20%。并且与未经超临界二氧化碳处理的复合材料相比,处理后材料的拉伸强度与断裂伸长率均有所增加。     

超临界二氧化碳发泡热硫化硅橡胶的研究

对超临界二氧化碳制备硅橡胶泡沫材料的可行性进行了研究.采用“预硫化—发泡—完全硫化”工艺,研究了发泡温度、压力、溶胀时间、卸压时间等对硅橡胶泡沫的密度和泡孔结构的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)对泡孔结构进行了分析.结果表明:利用超临界二氧化碳发泡热硫化硅橡胶,得到了泡孔孔径小(＜ 100μm)、泡孔均匀、泡孔结构可...