CN109096525A - 一种可生物降解发泡材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可生物降解发泡材料及其制备方法，包括可生物降解聚合物A和可生物降解聚合物B，以可生物降解聚合物A为100重量份计，可生物降解聚合物B 10‑40重量份，发泡材料的开孔率为50‑90％，比表面积为100‑900m2/g。本发明的可生物降解发泡材料制备方法简单、结构稳定、孔隙率高、比表面积大、机械强度大、耐冲击性能好，可以作为水处理中的载体。并且本发明的可生物降解发泡材料能为微生物特别是反硝化细菌提供固体碳源，提高反硝化细菌的生长和除氮效果，同时不会导致水中有机物含量的增加而造成二次污染。

Description

一种可生物降解发泡材料及其制备方法
技术领域
本发明属于涉及高分子材料领域，更具体地涉及一种可生物降解发泡材料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着工业化进程的加快以及人口数量与人口活动范围的增加与扩大，人类对于水资源的需求日益提高；另一方面，工业化及人类活动又会对紧缺的水资源造成严重污染，因此，如何有效治理水污染问题已经成为21世纪的重要议题。
废水处理技术按其作用原理可分为物理法、化学法和生物法。物理法是利用物理作用分离废水中主要呈悬浮固体状态的污染物质；化学法是利用化学反应来分离、回收废水中各种形态的污染物质；生物法则是利用微生物对水体中污染物质的降解作用来达到净化的目的。
含氮化合物是污水中的常见污染物之一，当水体中的含氮化合物量大于0.2mg/L时就容易引起水体富营养化，破坏水体生态系统。因此选用适当的方法以有效的降低水体中含氮化合物含量是水污染源头治理的重要方面。在处理中、低浓度废水过程中，生物脱氮技术较其他脱氮技术具有工艺简单、成本低廉、推广较易等特点而越来越受到青睐。生物法过程即先将废水中有机氮转化为氨氮，然后通过消化反应将氨氮转化为硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮还原成气态氮从水体中逸出。
在生物法处理含氮废水的过程中，微生物的活性以及数量是影响废水处理效果的重要因素。反硝化细菌是一种异养兼性缺氧型微生物，在实际反应过程中往往需要添加碳源以实现对反硝化细菌的能量补给。相对于液体碳源，固体碳源能在水体中稳定存在，同时其能增加微生物在水体中的附着面积。因此选择合适的固体碳源并对固体碳源进行改造以增加微生物附着面积是提高生物法处理废水效率的重要手段。
中国专利申请号为CN 106186284 A公开了一种微生物载体,具体制备方法为向研磨成细小粉末的生物降解原料加入制孔剂，在烘箱中脱水干燥，在模具中加工成长方体形状，在高温烧结成微生物载体。但是这种方法制备的微生物载体的孔径只有50nm～0.4mm,孔尺寸太小容易造成孔堵塞，降低除氮速率。中国专利申请号CN107324490A公开了一种多孔可生物降解材料，具体制备方法为通过热致相分离法，使用热收缩性能不同的几种材料制备多孔材料，以该多孔材料作为微生物附着载体用于处理水体中的含氮化合物。但是通过该方法制备的可生物降解多孔材料开孔率不稳定，难以提供稳定大小的微生物附着面积。
发明内容
本发明提供一种可生物降解发泡材料及其制备方法，从而解决现有技术中缺乏稳定的、能为微生物提供更大生存环境的、可用于水污染处理的载体材料的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种可生物降解发泡材料，包括可生物降解聚合物A和可生物降解聚合物B，以可生物降解聚合物A为100重量份计，可生物降解聚合物B为10-40重量份，且所述的可生物降解发泡材料的开孔率为50-90％，比表面积为100-900m2/g。
其中，可生物降解聚合物A提供体系在自然条件下的良好的生物降解性能，可生物降解聚合物B赋予体系更好的韧性。
当以可生物降解聚合物A为100重量份时，可生物降解聚合物B的量不符合10-40重量份的要求时，虽然同样能制得发泡材料，但会对材料的机械性能和使用性能造成影响。若可生物降解聚合物B的量小于10重量份，则材料的脆性大，限制了材料的应用。若可生物降解聚合B的量大于40重量份，则固体碳源的相对质量减小，不利于水处理效率的提高。优选地，可生物降解聚合物B的量为20-30重量份。
进一步的，所述的可生物降解聚合物A含有聚羟基烷酸酯，可生物降解聚合物B含有聚乳酸、聚丁二醇酯共聚物或聚己内脂中的一种或多种。
其中，所述的聚羟基烷酸酯(PHA)是微生物体内的一类3-羟基脂肪酸酯组成的线型聚酯，不同的PHA主要区别于C3位上不同的侧链基团。进一步的，所述聚羟基烷酸酯选自聚羟基丁酸酯、聚羟基丁酸羟基戊酸酯、聚羟基己酸酯或聚羟基丁酸羟基己酸酯中的一种或多种。
聚乳酸是由乳酸脱水缩合而成的高分子聚酯化合物，具体包含左旋乳酸(“L-乳酸”)、右旋乳酸(“D-乳酸”)、内消旋乳酸或其混合物的均聚物、共聚物和共混物。
聚丁二醇酯共聚物是指由丁二醇与多元脂肪酸酯化缩合得到的高分子聚酯化合物，具体如聚乙二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯等。
聚己内酯是由己内酯开环缩合得到的聚酯化合物。
开孔率表示存在于材料内部，并与外部连通的孔隙体积占材料总体积的比例。一般，开孔率越大的材料比表面积往往也越大。但当材料的开孔率大于90％后，材料的力学性能会出现较大程度下降，影响材料在流动水体中的稳定性，当材料的开孔率小于50％，载体的挂膜量低，微生物新陈代谢速率慢，水处理效果不佳。
比表面积是指单位质量的发泡材料所具有的表面积,较大的比表面积可以提供更大的生物挂膜面积和接触面积，有利于附着更大的生物量和提高传质效率。当可生物降解发泡材料比表面积小于100m2/g，影响其表面附着生长的微生物的量，降低其水处理效果；而若要制备比表面积大于900m2/g的发泡材料，势必会导致泡孔尺寸变小，容易造成堵塞，不利于材料的长久稳定使用。
本发明中所述的可生物降解发泡材料，其开孔率和比表面积均较大，开孔率根据GB/T10799-08的方法测定。对于本发明的发泡材料，优选地，其开孔率为75％-85％。比表面积根据GB/T 19587-2004中的气体吸附BET法进行测定。对于本发明的发泡材料，优选地，其比表面积为500m2/g-850m2/g。
进一步的，所述的可生物降解发泡材料含有数均孔径为100-1500μm的孔。
孔径越大，气体通过的能力越大且压降较低，能耗低，有利于材料的长久稳定使用，不易造成堵塞。但应该理解的是孔径也不可过大，否则会导致材料机械性能降低，使用过程中容易出现发泡材料的破碎，同时降低比表面积，导致水处理效率降低。
其中，优选地，可生物降解发泡材料数均孔径为500-1000um。
数均孔径按照如下测试方法测定：用扫描电子显微镜(SEM)观察样品的断面，随机拍摄不同位置放大倍率200倍的照片5张，用笔勾出孔的轮廓后，用图像处理软件计算各表面孔的面积S，再按式1计算各孔的直径d(一种等价的直径，即与孔面积相等的圆的直径)：
通过图像处理软件统计图片中各个孔径的孔的数量N以及计算的各孔直径d，按式2计算泡沫材料的数均孔径D：
本发明还提供一种可生物降解发泡材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤1)取可生物降解聚合物A 100重量份、可生物降解聚合物B 10-40重量份、助交联剂0.25-3重量份、发泡剂1-10重量份、助发泡剂0.25-5重量份和成核剂0-1.5重量份，在150-190℃共混50-90s；
步骤2)加入交联剂0.25-2重量份，继续在150-190℃共混10s以上，得到坯料。
进一步的，本发明所述的可生物降解发泡材料的制备方法还包括：
步骤3)在185-195℃的温度下，将坯料放入模压机中开模发泡。
进一步的，本发明所述的可生物降解发泡材料的制备方法还包括：
步骤4)将发泡材料置于正电性四氧化三铁胶体溶液、氧化铁胶体溶液、氢氧化铁胶体溶液或氢氧化铝胶体溶液中的一种或多种中进行表面处理。
应当理解的是，可生物降解原料在加工时容易热降解，熔体黏度和熔体强度低，难以得到高开孔率的发泡材料，因此在上述发泡材料的制备方法中，采用分步加入的方法是为了使原料在共混时不交联或微交联，在发泡时交联完全，以制得具有高开孔率的发泡材料。
应当理解，熔体黏度对发泡效果具有显著的影响。熔体黏度过低，熔体无法包裹足够的气体，且很容易出现气泡塌陷及合并现象；熔体黏度过高，气泡无法顺利长大，甚至无法发泡，此时就算气泡能长大也以闭孔居多。因此，调节熔体黏度以使其符合特定温度和发泡剂添加量下发泡要求是本发明的关键一步。发明人发现在195℃、1s-1条件下，黏度为1×104Pa·s-10×104Pa·s的坯料符合发泡要求。
其中，步骤3)中开模发泡中的温度应该控制在180-195℃之间，发泡时间控制在8-12min，模压压力控制在5-10MPa。在开模后的5min内，将样品迅速放入室温水中骤冷。
应当理解，开模发泡的瞬间会导致模具内压力的突然释放，而这一压力释放过程有利于熔体内的气泡破裂，从而增加开孔率。在开模后的骤冷过程则有利于将材料中的泡孔结构快速固定下来。
本发明所述的交联剂是过氧化物，优选为双(叔丁过氧基)-二异丙苯或2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷中的一种或两种。交联剂的加入量优选为0.3-1重量份。
本发明所述助交联剂为烯丙基类化合物或环氧类化合物，优选为三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三(环氧丙基)异氰尿酸酯或ADR-4368中的一种或多种。助交联剂的加入量优选为0.5-1.5重量份。
应当理解，本发明所提到的交联剂与助交联剂具有很好的配伍性，当单独加入交联剂或助交联剂时，例如，加入2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、双(叔丁过氧基)-二异丙苯等交联剂的任一种，或三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或ADR-4368等助交联剂中的任一种，测得在195℃、1s-1下，坯料的黏度为100Pa·s-500Pa·s；而当交联剂2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷或双(叔丁过氧基)-二异丙苯与交联助剂三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或ADR-4368中的一种或多种共同存在时，测得在195℃、1s-1下，坯料的黏度为0.5×104Pa·s-15×104Pa·s，提高了10倍以上。
本发明所述发泡剂为高温发泡剂，优选为偶氮二甲酰胺、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺或对甲苯磺酰氨基脲中的一种或两种。发泡剂的加入量优选为2-8重量份。
应当理解，上述高温发泡剂是指在分解温度在190-260℃的化学发泡剂。
其中，所述的分解温度是指通过热重分析仪在空气气氛中，以10℃/min的升温速率检测得到的发泡剂开始分解的温度到分解速率达到最大所对应的温度。
本发明所述助发泡剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、氧化锌或甘油中的一种或多种。助发泡剂的加入量优选为0.5-1.5重量份。
本发明所述成核剂为滑石粉、二氧化硅、碳化硼或碳酸钙中的一种或多种。成核剂的加入量优选为0.3-1重量份。
本发明所述可生物降解发泡材料的制备方法，可以包括将发泡材料置于正电性四氧化三铁胶体溶液、氧化铁胶体溶液、氢氧化铁胶体溶液或氢氧化铝胶体溶液中的一种或多种中进行表面处理。
本发明所述经表面处理后的发泡材料，含重量百分含量为0.1％-1％的金属元素，且所述金属元素包含铁或铝元素中的一种或两种。
本发明所述的可生物降解发泡材料在四氧化三铁正电性胶体溶液、氧化铁胶体溶液、氢氧化铁胶体溶液或氢氧化铝胶体溶液中的一种或多种进行表面处理，通过胶体颗粒在载体表面的沉积作用而实现其在载体表面的附着。
在自然条件下，常用的反硝化细菌的表面是带负电的，而本发明所使用的聚合物原料的表面同样也是带负电的，这种电荷的同性相斥作用将会阻碍细菌在聚合物载体表面的附着。而通过将正电性胶体粒子附着于载体表面则能很好的提高细菌在载体上的固定率。
其中，上述四氧化三铁胶体溶液的制备方法可以是任何公知的方法。例如:分别配制1mol/L的硫酸亚铁溶液与1mol/L硫酸铁溶液，按1:2的体积比取两种溶液于四口烧瓶中，加入200ml蒸馏水，控制温度在29-31℃，强烈搅拌，同时缓慢加入0.3-0.6mol/L的氨水，至溶液PH值在8-9之间，随后升高温度至70-85℃，水热1-2小时，反应结束用去离子水将四氧化三铁颗粒洗涤至中性，然后加入到150-300ml表面活性剂溶液中，经胶溶化处理后即可获得四氧化三铁胶体溶液。
其中，上述氧化铁胶体溶液的制备方法可以是任何公知的方法。例如:先用球磨机粉碎粒子，再使用超声分散法使氧化铁分散于水中，同时加入表面活性剂形成胶体溶液。
其中，上述氢氧化铁的制备方法可以是任何公知的方法。例如：取20-50ml去离子水放入烧杯中，加热至煮沸，再向煮沸的去离子水中滴加5-10滴饱和氯化铁溶液，继续加热至溶液呈红褐色，停止加热即可制备胶体溶液。
其中，上述氢氧化铝胶体溶液的制备方法可以是任何公知的方法。例如:先用球磨机粉碎粒子，再使用超声分散法使氢氧化铝分散于水中，同时加入表面活性剂形成胶体溶液。
其中，上述表面活性剂可以选自乙二醇脂肪酸酯、油酸、甘油单硬脂酸酯或聚乙二醇中的一种或多种。
本发明还提供本发明的可生物降解发泡材料在污水处理中的应用。本发明的可生物降解发泡材料具体可用于生物法处理含氮废水工艺中，发泡材料在生物法处理含氮废水工艺中可作为硝化细菌和反硝化细菌的附着载体，同时作为碳源为反硝化细菌的生命活动提供能量。
【发明的效果】
1、本发明的可生物降解发泡材料结构稳定，孔隙率高，比表面积大，机械强度大，耐冲击性能好，可以作为水处理中的载体。并且可生物降解发泡材料能为微生物特别是反硝化细菌提供固体碳源，提高反硝化细菌的生长和除氮效果。
2、本发明的可生物降解发泡材料的制备方法简单易行，开孔率高，孔径大小合适并稳定。且本发明的可生物降解发泡材料通过交联剂的交联作用，大大地提高了可生物降解发泡材料的机械强度，在使用过程中不易破碎，利用率高，使用时间长。
3、进一步的，本发明的可生物降解发泡材料的制备方法通过正电性胶体溶液对发泡材料进行表面改性，有利于微生物在可生物降解发泡材料的附着生长，提高微生物污水处理的效果。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，并不因此将本发明限制在所述实施例范围之中。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
本发明实施例所用原料如下：
【可生物降解聚合物A】
A1：聚3-羟基丁酸酯，宁波天安生物材料公司产，型号Y3000；
A2：聚3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯，宁波天安生物材料有限公司产，型号Y1000P。
【可生物降解聚合物B】
B1：聚乳酸，Natureworks公司产，型号4060D；
B2：聚己内酯，瑞典柏斯托公司产，型号capa6400。
【交联剂】
C1：2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷，湖北远成赛创科技有限公司产；
C2：过氧化二异丙苯，广州市虎傲化工有限公司产；
C3：过氧化二苯甲酰，国药集团试剂有限公司产。
【助交联剂】
D1：三烯丙基异氰脲酸酯，上海阿拉丁生化科技股份有限公司产；
D2：三(环氧丙基)异氰尿酸酯，九鼎化学生物科技有限公司产；
D3：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,上海笛柏生物科技有限公司产；
D4：ADR-4368，巴斯夫(上海)新材料有限公司产。
【发泡剂】
E1：偶氮二甲酰胺，分解温度为200-210℃，九鼎化学生物科技有限公司产；
E2：N,N-二亚硝基五亚甲基四胺，分解温度为190-205℃，阿达玛斯试剂有限公司产；
E3：对甲苯磺酰氨基脲，分解温度为228-235℃，上海毕得医药科技有限公司产。
【助发泡剂】
F1：硬脂酸钙，上海凌峰化学试剂有限公司产；
F2：氧化锌，上海麦克林生化科技有限公司产；
F3：硬脂酸锌，上海麦克林生化科技有限公司产。
【成核剂】
G1：滑石粉，上海麦克林生化科技有限公司产。
【胶体】
H1：四氧化三铁胶体，按以下方法制备：
分别配制1mol/L的硫酸亚铁溶液与1mol/L硫酸铁溶液，按1:2的体积比取两种溶液于四口烧瓶中，加入200ml蒸馏水，控制温度在29-31℃，强烈搅拌，同时缓慢加入0.3-0.6mol/L的氨水，至溶液PH值在8-9之间，随后升高温度至70-85℃，水热1-2小时，反应结束用去离子水将四氧化三铁颗粒洗涤至中性，然后加入到150-300ml表面活性剂溶液中，经胶溶化处理后即可获得四氧化三铁胶体溶液。
H2：氢氧化铝胶体，按以下方法制备：
先用球磨机粉碎粒子，再使用超声分散法使氢氧化铝分散于水中，同时加入表面活性剂形成胶体溶液。
实施例1～4：
根据表1所示的原料和重量比，参照如下步骤制备得到本发明的可生物降解发泡材料。
1、将可生物降解聚合物A、可生物降解聚合物B、助交联剂、发泡剂、助发泡剂和成核剂按照其重量份，在160℃温度下共混50s。
2、再加入对应重量份的交联剂，继续在160℃共混190s，得到坯料。
3、将坯料放入模压机中模压成型。工艺条件控制为：195℃、8min、5MPa。在开模2min(开模发泡)后将样品迅速放入室温水中骤冷，得到厚度为8mm的可生物降解发泡材料。
4、将干燥好的可生物降解发泡材料置于氢氧化铝胶体溶液中6h后，用流动水冲洗，再于60℃干燥得到本发明的可生物降解发泡材料。
实施例6～32、34～37：
根据表1所示的原料和重量比，参照如下步骤制备得到本发明的可生物降解发泡材料。
1、将可生物降解聚合物A、可生物降解聚合物B、助交联剂、发泡剂、助发泡剂和成核剂按照其重量份，在160℃温度下共混50s。
2、再加入对应重量份的交联剂，继续在160℃共混190s，得到坯料。
3、将坯料放入模压机中模压成型。工艺条件控制为：195℃、8min、5MPa。在开模2min(开模发泡)后将样品迅速放入室温水中骤冷，得到厚度为8mm的可生物降解发泡材料。
4、将干燥好的可生物降解发泡材料置于四氧化三铁胶体溶液中6h后，用流动水冲洗，再于60℃干燥得到本发明的可生物降解发泡材料。
实施例5
根据表1所示的原料和重量比，参照如下步骤制备得到本发明的可生物降解发泡材料。
1、将可生物降解聚合物A、可生物降解聚合物B、助交联剂、发泡剂、助发泡剂和成核剂按照其重量份，在160℃温度下共混50s。
2、再加入对应重量份的交联剂，继续在160℃共混190s，得到坯料。
3、将坯料放入模压机中模压成型。工艺条件控制为：195℃、8min、5MPa。闭模发泡后将样品迅速放入室温水中骤冷，得到厚度为8mm可生物降解发泡材料。
4、将干燥好的可生物降解发泡材料置于四氧化三铁胶体溶液中6h后，用流动水冲洗，再于60℃干燥得到本发明的可生物降解发泡材料。
实施例33
根据表1所示的原料和重量比，参照如下步骤制备得到本发明的可生物降解发泡材料。
1、将可生物降解聚合物A、可生物降解聚合物B、助交联剂、发泡剂、助发泡剂和成核剂按照其重量份，在160℃温度下共混50s。
2、再加入对应重量份的交联剂，继续在160℃共混190s，得到坯料。
3、将坯料放入模压机中模压成型。工艺条件控制为：195℃、8min、5MPa。在开模2min(开模发泡)后将样品迅速放入室温水中骤冷，得到厚度为8mm可生物降解发泡材料。
表1
对比例1
在实施例33的基础上，不添加可生物降解聚合物B，其他不变，参考其制备方法制备得到可生物降解发泡材料。
对比例2
在实施例33的基础上，不添加可生物降解聚合物A，其他不变，参考其制备方法制备得到可生物降解发泡材料。
对比例3
在实施例33的基础上，不添加交联剂，其他不变，参考其制备方法制备得到可生物降解发泡材料。
对比例4
在实施例33的基础上，不添加助交联剂，其他不变，参考其制备方法制备得到可生物降解发泡材料。
对比例5
在实施例33的基础上，不添加发泡剂，其他不变，参考其制备方法制备得到可生物降解发泡材料。
对上述实施例1-37和对比例1-5所制备的可生物降解发泡材料进行了物理性质和除氮效果的对比测试，测试方法如下：
1)孔隙率和开孔率：根据GB/T 10799-08所述的方法测定。
2)比表面积：根据GB/T 19587-2004所述的方法进行测定。
3)数均孔径：用扫描电子显微镜(SEM)观察样品的表面或者断面，随机拍摄不同位置放大倍率200倍的照片5张，用笔勾出孔的轮廓后，用图像处理软件计算各表面孔的面积S，再按式2计算数均孔径D。
5)熔体黏度：根据ISO 11443-2005中的方法测试195℃、1s-1下进行测定。
6)铁、铝元素含量分析：使用原子发射光谱仪(ICP)分析铁和铝元素的总含量。
7)硝酸盐氮含量测试：参照HJ 636-2012中的方法进行测定。
将实施例和对比例制备的材料取样，并采取反硝化细菌法进行除氮试验。具体实施方法为：在30℃条件下，采取上下两端具有接口的容积为1L的圆柱形玻璃柱作为反应器。向各玻璃柱腔体内分别加入实施例或对比例制备的泡沫载体材料200g，再向每个反应器中加入占多孔载体质量的1％的经活化过的质量分数10％的活化的反硝化细菌液(反硝化细菌购自广东海富药业科技公司。活化：将反硝化细菌、红糖和水按照质量比10:1:100混合搅拌分散24小时，即得到活化的反硝化细菌液)。将含50mg/L硝态氮的硝酸钾水溶液流从玻璃柱下端接口通入，从上端接口流出。先保持1L/h的较低的水流速率运行48h使细菌生长并附着在材料表面及孔隙内，再以每隔24h提高水流速率1L/h的方式逐渐将水流速率提升到10L/h。每隔12h测试反应器上端接口出水的氮含量数据，所测得的数据即为稳定出水氮浓度。
8)平均除氮速率V(mg/L·h)：表征单位时间内水体中氮浓度变化快慢，按式3计算。
其中，C1—稳态出水浓度，单位mg/L；T—从开始试验到稳态所经历的时间，单位h。
按照上述测试方法测试实施例和对比例制备的发泡材料的各性能数据，汇总在表2。
表2
对比上表数据，实施例中的泡沫材料的开孔率均在50％以上，比表面积均在100m2/g以上,同时可以观察到除氮速率随开孔率和比表面积的提高而提高，其中助剂种类以及加入量均在最优范围的实施例35-37具有最佳的除氮速率。但当开孔率数值超过本发明所述最优值范围的上限时，泡沫材料的除氮速率反而下降，在实验过程中也发现，载体由于开孔率太大，机械强度不够，已经被水流冲断变成碎片除氮速率降低；同时当比表面积数值超过本发明所述最优值范围的上限时，在实验过程中同样可观察到泡孔的堵塞，导致除氮速率下降。
实施例5采用闭模发泡工艺，相同条件下，其开孔率较其他采用开模发泡方法的实施例显著降低。由此可见，步骤3)中的开模发泡过程可以提高泡沫材料的开孔率，改善材料的使用性能。
实施例33不对泡沫进行表面处理，相同开孔率和比表面积条件下，平均除氮速率比进行表面处理实施例24-32要低的多。由此可见步骤4)中的表面处理过程可以提高泡沫材料的显著提高泡沫材料的平均除氮速率。
此外，5个对比例分别缺失了聚合物A、聚合物B、交联剂、助交联剂以及发泡剂，他们的除氮速率均比实施例中的样品的除氮速率小。

Claims (10)

1.一种可生物降解发泡材料，其特征在于，包括可生物降解聚合物A和可生物降解聚合物B，以可生物降解聚合物A为100重量份计，可生物降解聚合物B为10-40重量份，且所述的可生物降解发泡材料开孔率为50-90％，比表面积为100-900m2/g。
2.根据权利要求1所述的可生物降解发泡材料，其特征在于，所述的可生物降解聚合物A含有聚羟基烷酸酯，可生物降解聚合物B含有聚乳酸、聚丁二醇酯共聚物或聚己内脂中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的可生物降解发泡材料，其特征在于，所述聚羟基烷酸酯选自聚羟基丁酸酯、聚羟基丁酸羟基戊酸酯、聚羟基己酸酯或聚羟基丁酸羟基己酸酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的可生物降解发泡材料，其特征在于，含有数均孔径为100-1500μm的孔。
5.根据权利要求1所述的可生物降解发泡材料，其特征在于，含重量百分含量为0.1％-1％的金属元素，且所述金属元素包含铁或铝元素中的一种或两种。
6.根据权利要求1～5任一项所述的可生物降解发泡材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1)取可生物降解聚合物A 100重量份、可生物降解聚合物B 10-40重量份、助交联剂0.25-3重量份、发泡剂1-10重量份、助发泡剂0.25-5重量份、成核剂0-1.5重量份，在150-190℃共混30-90s；
步骤2)加入交联剂0.25-2重量份，继续在150-190℃共混10s以上，得到坯料。
7.根据权利要求6所述的可生物降解发泡材料的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤3)在185-195℃下，将坯料开模发泡。
8.根据权利要求6所述的可生物降解发泡材料的制备方法，其特征在于，所述的坯料在195℃、1s-1下的黏度为0.5×104Pa·s-15×104Pa·s，优选为1×104Pa·s-10×104Pa·s。
9.根据权利要求6所述的可生物降解发泡材料的制备方法，其特征在于，所述交联剂为过氧化物，优选为双(叔丁过氧基)-二异丙苯或2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷中的一种或两种；所述助交联剂为烯丙基类化合物或环氧类化合物，优选为三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三(环氧丙基)异氰尿酸酯或ADR-4368扩链剂中的一种或多种；所述发泡剂为高温发泡剂，优选为偶氮二甲酰胺、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺或对甲苯磺酰氨基脲中的一种或两种；所述助发泡剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、氧化锌或甘油中的一种或多种。所述成核剂是滑石粉。
10.根据权利要求7所述的可生物降解发泡材料的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：步骤4)将发泡材料置于正电性四氧化三铁胶体溶液、氧化铁胶体溶液、氢氧化铁胶体溶液或氢氧化铝胶体溶液中的一种或多种中进行表面处理。
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