CN110951108B - 一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法及泡沫低成本运输方法 - Google Patents

一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法及泡沫低成本运输方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110951108B
CN110951108B CN201911024316.3A CN201911024316A CN110951108B CN 110951108 B CN110951108 B CN 110951108B CN 201911024316 A CN201911024316 A CN 201911024316A CN 110951108 B CN110951108 B CN 110951108B
Authority
CN
China
Prior art keywords
foam
ratio
polymer
negative poisson
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911024316.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110951108A (zh
Inventor
唐涛
李明罡
樊东蕾
邱健
邢海平
姜治伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Original Assignee
Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS filed Critical Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority to CN201911024316.3A priority Critical patent/CN110951108B/zh
Publication of CN110951108A publication Critical patent/CN110951108A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110951108B publication Critical patent/CN110951108B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/08—Copolymers of ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2325/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2325/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08J2325/06—Polystyrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08J2327/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals

Abstract

本发明提供了一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法，包括：i采用加热的方式对负泊松比泡沫进行恢复处理，得到正泊松比泡沫；所述加热的方式选自微波加热、红外线加热、水蒸汽加热或热空气加热中的一种或几种；或ii采用先对负泊松比泡沫进行预压，然后再对其进行加热的再膨胀处理，得到正泊松比泡沫；所述预压的压力为0.2MPa～2MPa。本发明的聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的技术，是对负泊松比泡沫进行加热或预压后加热的处理方法，使负泊松比泡沫恢复为原始大小或大于原始大小的正泊松比泡沫。该方法工艺简单，大幅度地降低了泡沫材料的运输成本，并能保证运输前后泡沫性能基本不变。

Description

一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法及泡沫 低成本运输方法
技术领域
本发明涉及功能性聚合物泡沫技术领域，尤其是涉及一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法及泡沫低成本运输方法。
背景技术
聚合物泡沫材料具有轻质、隔热、缓冲、吸能、降噪、减震等性能，在生产生活的诸多领域均具有广泛的应用。但聚合物泡沫产品，特别是高发泡倍率的聚合物泡沫产品，由于其较低的密度导致其单位重量所占的体积非常大，这使得泡沫产品的运输成本大幅上升。对于珠粒状的泡沫产品，如发泡聚丙烯珠粒(EPP)产品和发泡聚苯乙烯珠粒(EPS)产品，一些企业采用将低发泡倍率泡沫运输到目的地后，再进行二次发泡得到高发泡倍率的方法来节约运输成本。但这种方法仅适用于少数聚合物品种的颗粒状泡沫产品，对具有一定形状的泡沫产品，如泡沫片材、泡沫块材等，或不能通过二次发泡再次膨胀的聚合物泡沫品种就显得无能为力了。因此，减小聚合物泡沫运输时的体积，降低运输成本，仍然是泡沫行业急待解决的重要问题。
聚合物负泊松比泡沫是泡孔壁具有内凹结构的一种特殊聚合物泡沫材料。它可通过三轴压缩-加热法、真空-加热法、高压-加热法、CO2或溶剂辅助的三轴压缩-加热法、蒸汽渗透冷凝法等方法，对原始的常规聚合物泡沫进行压缩处理而得到。由于进行了压缩处理负泊松比泡沫体积较原始泡沫体积明显减小。专利WO9925530-A1公开了一种在加热状态下，采用三轴压缩成功制备了负泊松比泡沫的方法。专利WO2010049511-A2公开了一种负泊松比的制备方法，该方法使用三轴压缩的同时使用丙酮作为处理溶剂。Li等将苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)引入到PU基体中，并使用环境友好型和易除去的二氧化碳作为加工试剂，在室温下制备了在较大的形变量下仍具有恒定的泊松比值的负泊松比泡沫。Martz等在高压或真空条件下，实现了从常规的聚乙烯闭孔泡沫到负泊松比泡沫的转变。Fan等采用蒸汽渗透冷凝法在常压下制备了闭孔聚乙烯负泊松比泡沫(CN107474303A)。另外，在本发明先前的专利中，还提出了一种一步原位制备负泊松比泡沫的方法(201910055943.7，201910056382.2)。该方法可从聚合物本体材料出发，在发泡的同时原位实现泡沫的负泊松比转化，制备聚合物负泊松比泡沫材料。
本发明发现聚合物负泊松比泡沫，由于具有凹角结构，其体积较其未发生负泊松比转化前的原始聚合物泡沫的体积明显减小，密度增加。因此将负泊松比泡沫用于泡沫运输方面，该方法可大幅度地降低泡沫的运输成本，并能保证运输前后泡沫性能基本不变。而现有技术并没有公开一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法，本发明提供的方法解决了现有泡沫运输中由于体积过大造成的运输成本较高的技术问题，同时运输前后泡沫性能基本不变。
本发明提供了一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法，包括：
i采用加热的方式对负泊松比泡沫进行恢复处理，得到正泊松比泡沫；所述加热的方式选自微波加热、红外线加热、水蒸汽加热或热空气加热中的一种或几种；
或
ii采用先对负泊松比泡沫进行预压，然后再对其进行加热的再膨胀处理，得到正泊松比泡沫；所述预压的压力为0.2MPa～2MPa。
优选的，所述i中加热的温度为70℃～220℃，加热时间为0.5min～360min。
优选的，所述ii中加热温度为50℃～190℃，加热时间为0.2min～10min。
优选的，所述的负泊松比泡沫为由聚合物本体发泡直接制备得到或由原始的正泊松比聚合物泡沫通过加工制成。
优选的，所述聚合物本体发泡直接制备具体为：一步原位制备负泊松比泡沫的方法。
优选的，所述原始的正泊松比聚合物泡沫通过加工制成具体为：三(或多)轴压缩-加热法、真空-加热法、高压-加热法、CO2或溶剂辅助的三(或多)轴压缩-加热法或蒸汽渗透冷凝法。
优选的，所述原始正泊松比聚合物泡沫或由聚合物本体发泡直接制备得到的负泊松比泡沫的闭孔率不小于60％。
优选的，所述的聚合物本体或原始正泊松比聚合物泡沫的基体聚合物材料包括：聚乙烯及乙烯共聚物、聚丙烯及丙烯共聚物、聚苯乙烯、聚丁烯及丁烯共聚物、烯烃类热塑性弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、有机氟类热塑性树脂、有机硅类热塑性树脂、热塑性聚氨酯类、聚酰胺类及其共聚树脂、聚酯类及其共聚树脂、聚(甲基)丙烯酸(酯、盐)类聚合物及其共聚物、乙烯-丙烯酸(酯、盐)共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氧乙烯(或氧丙烯)-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种的混合物。
优选的，所述负泊松比泡沫的密度是原始聚合物泡沫或恢复处理后的正泊松比聚合物泡沫的密度的1.2～30倍。
本发明提供了一种聚合物泡沫材料低成本运输方法，包括：
将聚合物本体或原始聚合物泡沫先制备成负泊松比泡沫，然后对负泊松比泡沫进行运输，待负泊松比泡沫到达运输地点后采用本发明权利要求1～9任意一项所述的聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法对负泊松比泡沫进行恢复处理或者再膨胀处理，得到正泊松比聚合物泡沫，即可用于生产、加工或使用。
与现有技术相比，本发明提供了一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法，包括：i采用加热的方式对负泊松比泡沫进行恢复处理，得到正泊松比泡沫；所述加热的方式选自微波加热、红外线加热、水蒸汽加热或热空气加热中的一种或几种；或ii采用先对负泊松比泡沫进行预压，然后再对其进行加热的再膨胀处理，得到正泊松比泡沫；所述预压的压力为0.2MPa～2MPa。本发明的聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的技术，是对负泊松比泡沫进行加热或预压后加热的处理方法，使负泊松比泡沫恢复为原始大小或大于原始大小的正泊松比泡沫。本发明先将聚合物本体或原始聚合物泡沫先制备成负泊松比泡沫，然后对负泊松比泡沫进行运输，待负泊松比泡沫到达运输地点后，借助本发明负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的技术，对负泊松比泡沫进行恢复处理或者再膨胀处理，得到恢复后的正泊松比聚合物泡沫，即可用于生产、加工或使用。该方法工艺简单，大幅度地降低了泡沫材料的运输成本，并能保证运输前后泡沫性能基本不变。
附图说明
图1为聚氨酯泡沫的原始泡沫、负泊松比泡沫和恢复后的泡沫的扫描电镜照片；a)原始泡沫；b)蒸汽渗透冷凝法制备的负泊松比泡沫；c)烘箱加热处理后恢复后的聚合物泡沫；
图2为聚氨酯泡沫的原始泡沫和恢复后的泡沫的拉伸性能对比。
具体实施方式
本发明提供了一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法及泡沫低成本运输方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供了一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法，包括：
i采用加热的方式对负泊松比泡沫进行恢复处理，得到正泊松比泡沫；所述加热的方式选自微波加热、红外线加热、水蒸汽加热或热空气加热中的一种或几种；
或
ii采用先对负泊松比泡沫进行预压，然后再对其进行加热的再膨胀处理，得到正泊松比泡沫；所述预压的压力为0.2MPa～2MPa。
本发明首先提供负泊松比泡沫。
本发明对于所述的负泊松比泡沫的来源和制备方法不进行限定，可以为由聚合物本体发泡直接制备得到或由原始的正泊松比聚合物泡沫通过加工制成。
按照本发明，所述聚合物本体发泡直接制备包括但不限于一步原位制备负泊松比泡沫的方法。如201910055943.7，201910056382.2公开的方法。
本发明对于所述一步原位制备负泊松比泡沫的具体方法不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。
按照本发明，所述原始的正泊松比聚合物泡沫通过加工制成具体为：三(或多)轴压缩-加热法、真空-加热法、高压-加热法、CO2或溶剂辅助的三(或多)轴压缩-加热法或蒸汽渗透冷凝法。
无论采用哪种方法，其目的是将聚合物泡沫材料制备成具有内凹结构的相对高密度的泡沫，以减小体积，从而减少以体积计费的泡沫运输成本。因此凡聚合物泡沫运输过程中采用内凹角泡沫或称之为负泊松比泡沫进行长途或短途运输或储存，并在使用前对负泊松比泡沫进行处理使其恢复成常规泡沫或更大发泡倍率的泡沫的，均应视为本专利保护范围。
本发明对于上述具体方法的具体步骤和参数不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。
在本发明中，所述原始正泊松比聚合物泡沫的闭孔率优选不小于60％；更优选不小于85％。
聚合物泡沫的闭孔率的大小涉及到后期对聚合物负泊松比泡沫进行恢复处理或再膨胀处理的效果。
所述的聚合物本体或原始正泊松比聚合物泡沫的基体聚合物材料包括：聚乙烯及乙烯共聚物、聚丙烯及丙烯共聚物、聚苯乙烯、聚丁烯及丁烯共聚物、烯烃类热塑性弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、有机氟类热塑性树脂、有机硅类热塑性树脂、热塑性聚氨酯类、聚酰胺类及其共聚树脂、聚酯类及其共聚树脂、聚(甲基)丙烯酸(酯、盐)类聚合物及其共聚物、乙烯-丙烯酸(酯、盐)共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氧乙烯(或氧丙烯)-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种的混合物。
以上聚合物材料为可制备聚合物负泊松比泡沫材料常用的树脂品种，应当理解为凡聚合物本体树脂和聚合物泡沫被制备成负泊松比泡沫，且运输后再恢复或再膨胀为常规正泊松比泡沫的，无论其所用聚合物树脂品种如何，均视为本专利保护范围。
所述负泊松比泡沫的密度是原始聚合物泡沫或恢复处理后的正泊松比聚合物泡沫的密度的1.2～30倍；作为优选的，负泊松比泡沫的密度是原始聚合物泡沫或恢复后的正泊松比聚合物泡沫的密度的2-15倍。
本专利的有益效果为聚合物负泊松比泡沫的密度高于原始聚合物泡沫或恢复后的正泊松比聚合物泡沫，从而降低以体积计费的泡沫运输成本。因此凡通过处理，使聚合物泡沫泡孔形成内凹结构，并且密度提高到原始聚合物泡沫或恢复后的正泊松比聚合物泡沫的密度的1.2-30倍后，用于运输，在使用前又处理后的泡沫进行恢复或再膨胀的，均视为本专利保护范围。
本发明聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法可以为：采用加热的方式对负泊松比泡沫进行恢复处理，得到正泊松比泡沫。
本发明所述加热的方式优选选自微波加热、红外线加热、水蒸汽加热或热空气加热中的一种或几种。本发明对于所述具体的加热方式不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。
所述加热的温度优选为70℃～220℃，更优选为70℃～185℃，最优选为85℃～185℃，加热时间为0.5min～360min；更优选为2min～300min；最优选为2min～120min。
使其从负泊松比泡沫恢复为原有发泡倍率或更发泡高倍率的正泊松比聚合物泡沫。
或本发明聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法还可以为：采用先对负泊松比泡沫进行预压，然后再对其进行加热的再膨胀处理，得到正泊松比泡沫；所述预压的压力为0.2MPa～2Mpa；加热温度为50℃～190℃，加热时间为0.2min～10min，作为优选的，其预压压力为0.2MPa-1MPa，加热温度为70℃～175℃，加热时间为0.5min～5min。
即为对负泊松比泡沫进行再膨胀处理，得到原有发泡倍率或更高发泡倍率的正泊松比聚合物泡沫。
本专利所提出的，负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的技术主要利用加热过程使泡沫受热膨胀，实现负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫，上述仅列举了部分工业化常用的加热手段，如使用其他加热手段通过加热的方法对负泊松比泡沫进行处理，使其恢复为正泊松比泡沫的，仍应视为本专利保护范围。
本专利所提出的，利用较高密度的具有内凹结构的泡沫或称负泊松比泡沫进行运输，然后再对其进行恢复处理或再膨胀处理，从而降低成本的方法，其关键为利用高密度泡沫进行运输。随着技术的发展，可能出现更多负泊松比泡沫恢复处理或再膨胀处理的方法。应当理解为，采用负泊松比泡沫进行运输，然后再用新的方法对负泊松比泡沫进行恢复处理或再膨胀处理的，应视为在本专利基础上的延伸。
聚合物泡沫材料低成本运输方法，是将聚合物本体或原始聚合物泡沫先制备成负泊松比泡沫，然后对负泊松比泡沫进行运输，待负泊松比泡沫到达运输地点后，借助负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的技术，对负泊松比泡沫进行恢复处理或者再膨胀处理，得到正泊松比聚合物泡沫，即可用于生产、加工或使用。
本发明还提供由上述聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法制备得到的泡沫材料。
本发明提供了一种聚合物泡沫材料低成本运输方法，包括：
将聚合物本体或原始聚合物泡沫先制备成负泊松比泡沫，然后对负泊松比泡沫进行运输，待负泊松比泡沫到达运输地点后采用本发明上述技术方案任意一项所述的聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法对负泊松比泡沫进行恢复处理或者再膨胀处理，得到正泊松比聚合物泡沫，即可用于生产、加工或使用。
本专利中的运输过程包括但不限于海上运输、铁路运输、公路运输、航空运输、管道运输、内河运输、多式联运等运输方式。
本发明的聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的技术，提供了一种将聚合物负泊松比泡沫材料转变为正泊松比聚合物泡沫材料的新方法。利用该方法，进一步建立了先将聚合物本体或原始聚合物泡沫先制备成负泊松比泡沫，再进行运输，运输到目的地后，再将负泊松比泡沫恢复或再膨胀为正泊松比聚合物泡沫，用于生产、加工或使用的聚合物泡沫材料低成本运输新方法。该方法大幅度地降低泡沫的运输成本，并能保证原始聚合物泡沫和恢复后的正泊松比聚合物泡沫的泡沫性能基本不变。
本发明的聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫材料的技术工艺简单，成本低，适合大规模生产。
本专利提出的聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比聚合物泡沫的制备方法，也可以不经过运输，既将聚合物本体或原始聚合物泡沫先制备成负泊松比泡沫，然后借助负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的技术，对负泊松比泡沫进行恢复处理或者再膨胀处理，得到正泊松比聚合物泡沫，用于生产、加工或使用。因此，本专利还提出对由上述过程，既从负泊松比泡沫，借助负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的技术，经过恢复处理或者再膨胀处理所得到的正泊松比聚合物泡沫产品，也是本专利的保护范围。
通过聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比聚合物泡沫的制备方法制备的恢复后的正泊松比聚合物泡沫可保持原始聚合物泡沫的力学性能的80％以上，具有良好的应用效果。但本专利核心思想为建立了聚合物负泊松比转变为正泊松比聚合物泡沫的方法，且由于恢复后的正泊松比聚合物泡沫具有多样化的用途和性能要求，因此本专利对恢复后的正泊松比泡沫的力学性能不进行限定，以满足生产、加工或使用的要求即可。
本发明提供了一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法，包括：i采用加热的方式对负泊松比泡沫进行恢复处理，得到正泊松比泡沫；所述加热的方式选自微波加热、红外线加热、水蒸汽加热或热空气加热中的一种或几种；或ii采用先对负泊松比泡沫进行预压，然后再对其进行加热的再膨胀处理，得到正泊松比泡沫；所述预压的压力为0.2MPa～2MPa。本发明的聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的技术，是对负泊松比泡沫进行加热或预压后加热的处理方法，使负泊松比泡沫恢复为原始大小或大于原始大小的正泊松比泡沫。本发明先将聚合物本体或原始聚合物泡沫先制备成负泊松比泡沫，然后对负泊松比泡沫进行运输，待负泊松比泡沫到达运输地点后，借助本发明负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的技术，对负泊松比泡沫进行恢复处理或者再膨胀处理，得到恢复后的正泊松比聚合物泡沫，即可用于生产、加工或使用。该方法工艺简单，大幅度地降低了泡沫材料的运输成本，并能保证运输前后泡沫性能基本不变。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法及泡沫低成本运输方法进行详细描述。
实施例1
将闭孔率为90％，密度60kg/m3的原始聚氨酯泡沫通过蒸汽渗透冷凝法制备成负泊松比泡沫，所得负泊松比泡沫的密度约300kg/m3,是原始聚氨酯泡沫密度的5倍。通过烘箱加热的方法对其进行恢复处理，处理温度及时间分别为70℃和60min。处理后的聚氨酯泡沫恢复到原始聚氨酯泡沫的密度和发泡倍率。通过测试后，恢复后的正泊松比聚氨酯泡沫与原始聚氨酯泡沫的力学性能基本一致。图1为聚氨酯泡沫的原始泡沫、负泊松比泡沫和恢复后的泡沫的扫描电镜照片。可以看到，经过恢复处理，聚氨酯泡沫基本恢复到与原始泡沫相同的结构。图2为聚氨酯泡沫的原始泡沫和恢复后的泡沫的拉伸性能对比。可以看到，聚氨酯泡沫的原始泡沫和恢复后的泡沫的拉伸性能曲线基本重合，拉伸性能基本不变。
实施例2
将闭孔率为80％，密度40kg/m3的原始聚乙烯泡沫通过蒸汽渗透冷凝的方法制备成负泊松比泡沫，所得负泊松比泡沫的密度约360kg/m3,是原始聚乙烯泡沫密度的9倍。此聚乙烯负泊松比泡沫运输，节省以体积计费的运输成本约90％，运输到目的地后，通过微波加热的方法对其进行恢复处理，处理时间为10min。处理的聚乙烯泡沫的密度是原始聚乙烯泡沫密度的0.85倍，比原始聚乙烯泡沫略有膨胀。由于恢复后的正泊松比聚乙烯泡沫较原始聚乙烯泡沫有进一步的膨胀，因此恢复后的正泊松比聚乙烯泡沫的力学性能略低于原始聚乙烯泡沫。
实施例3
将闭孔率为80％，密度35kg/m3的原始EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)泡沫通过三轴压缩-加热的方法制备成负泊松比泡沫，所得负泊松比泡沫的密度约455kg/m3,是原始EVA泡沫密度的13倍。此EVA负泊松比泡沫运输，节省以体积计费的运输成本92％，运输到目的地后，通过烘箱加热的方法对其进行恢复处理，处理温度及时间分别为70℃和90min。处理的EVA泡沫恢复到原始EVA泡沫的密度。通过测试后，恢复后的正泊松比EVA泡沫的力学性能约为原始EVA泡沫的力学性能的85％。
实施例4
将闭孔率为70％，密度60kg/m3的原始聚氯乙烯泡沫通过CO2辅助的三轴压缩-加热法制备成负泊松比泡沫，所得负泊松比泡沫的密度约420kg/m3,是原始聚氯乙烯泡沫密度的7倍。此聚氯乙烯负泊松比泡沫运输，节省以体积计费的运输成本约85％，运输到目的地后，然后通过预压、加热的方法对其进行再膨胀处理，预压压力、加热温度和时间分别为0.2MPa、80℃和8min。处理的聚氯乙烯泡沫的密度是原始聚氯乙烯泡沫密度的0.5倍。由于恢复后的正泊松比聚氯乙烯泡沫较原始聚氯乙烯泡沫有进一步的膨胀，因此恢复后的正泊松比聚氯乙烯泡沫的力学性能低于原始聚氯乙烯泡沫。
实施例5
将闭孔率为90％，密度30kg/m3的原始聚苯乙烯泡沫通过三轴压缩-加热的方法制备成负泊松比泡沫，所得负泊松比泡沫的密度约360kg/m3,是原始聚苯乙烯泡沫密度的12倍。此聚苯乙烯负泊松比泡沫运输，节省以体积计费的运输成本91％，运输到目的地后，通过微波加热的方法对其进行恢复处理，处理时间为5min。处理的聚苯乙烯泡沫恢复到原始聚苯乙烯泡沫的密度。通过测试后，恢复后的正泊松比聚苯乙烯泡沫与原始聚苯乙烯泡沫的力学性能基本一致。
实施例6
将闭孔率为70％，密度40kg/m3的原始聚丙烯泡沫通过高压-加热的方法制备成负泊松比泡沫，所得负泊松比泡沫的密度约240kg/m3,是原始聚丙烯泡沫密度的6倍。此聚丙烯负泊松比泡沫运输，节省以体积计费的运输成本约83％，运输到目的地后，通过水蒸汽加热的方法对其进行恢复处理，处理温度及时间分别为145℃和60min。处理的聚丙烯泡沫恢复到原始聚丙烯泡沫的密度。通过测试后，恢复后的正泊松比聚丙烯泡沫与原始聚丙烯泡沫的力学性能基本一致。
实施例7
将闭孔率为80％，密度160kg/m3的原始聚对苯二甲酸丁二醇酯泡沫通过三轴压缩-加热的方法制备成负泊松比泡沫，所得负泊松比泡沫的密度约480kg/m3,是原始聚对苯二甲酸丁二醇酯泡沫密度的3倍。此聚对苯二甲酸丁二醇酯泡沫运输，节省以体积计费的运输成本约66％，运输到目的地后，对其进行预压、加热的方法对其进行再膨胀处理，预压压力、加热温度和时间分别为1.0MPa、190℃和3min。处理的聚对苯二甲酸丁二醇酯泡沫的密度是原始聚对苯二甲酸丁二醇酯泡沫密度的0.5倍。由于恢复后的正泊松比聚对苯二甲酸丁二醇酯泡沫较原始聚对苯二甲酸丁二醇酯泡沫有进一步的膨胀，因此恢复后的正泊松比聚对苯二甲酸丁二醇酯泡沫的力学性能低于原始聚对苯二甲酸丁二醇酯泡沫。
实施例8
将闭孔率为70％，密度100kg/m3的原始聚丙烯泡沫通过真空-加热的方法制备成负泊松比泡沫，所得负泊松比泡沫的密度约500kg/m3,是原始聚丙烯泡沫密度的5倍。此聚丙烯负泊松比泡沫运输，节省以体积计费的运输成本约80％，运输到目的地后，通过预压、加热的方法对其进行再膨胀处理，预压压力、加热温度和时间分别为0.2MPa、120℃和2min。处理的聚丙烯泡沫的密度是原始聚丙烯泡沫密度的0.5倍。由于恢复后的正泊松比聚丙烯泡沫较原始聚丙烯泡沫有进一步的膨胀，因此恢复后的正泊松比聚丙烯泡沫的力学性能低于原始聚丙烯泡沫。
实施例9
将闭孔率为90％，密度50kg/m3的原始聚乙烯泡沫通过蒸汽渗透冷凝的方法制备成负泊松比泡沫，所得负泊松比泡沫的密度约450kg/m3,是原始聚乙烯泡沫密度的9倍。此聚乙烯负泊松比泡沫运输，节省以体积计费的运输成本约88％，运输到目的地后，通过红外线加热的方法对其进行后处理，处理温度及时间分别为80℃和6min。处理的聚乙烯泡沫恢复到原始聚乙烯泡沫的密度。通过测试后，恢复后的正泊松比聚乙烯泡沫与原始聚乙烯泡沫的力学性能基本一致。
实施例10
将原始的聚酰胺弹性体通过一步法原位的制备成闭孔率为80％的负泊松比泡沫，密度约为400kg/m3，此聚酰胺弹性体负泊松比泡沫运输，运输到目的地后，通过烘箱加热的方法对其进行恢复处理，处理温度及时间分别为120℃和60min，恢复处理后的聚酰胺弹性体泡沫密度约为100kg/m3。所得负泊松比泡沫的密度是恢复处理后的聚酰胺弹性体泡沫密度的4倍，节省以体积计费的运输成本75％。
实施例11
将原始的聚丙烯通过一步法原位的制备成闭孔率为70％的负泊松比泡沫，密度约为240kg/m3，此聚丙烯负泊松比泡沫运输，运输到目的地后，通过烘箱加热的方法对其进行恢复处理，处理温度及时间分别为135℃和60min，恢复处理后的聚丙烯泡沫密度约为80kg/m3。所得负泊松比泡沫的密度是恢复处理后的聚丙烯泡沫密度的3倍，节省以体积计费的运输成本67％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种聚合物泡沫材料低成本运输方法，包括：
将聚合物本体或原始聚合物泡沫先制备成负泊松比泡沫，然后对负泊松比泡沫进行运输，待负泊松比泡沫到达运输地点后采用聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法对负泊松比泡沫进行恢复处理或者再膨胀处理，得到正泊松比聚合物泡沫，即可用于生产、加工或使用；
所述聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法，包括：
i采用加热的方式对负泊松比泡沫进行恢复处理，得到正泊松比泡沫；所述加热的方式选自微波加热、红外线加热、水蒸汽加热或热空气加热中的一种或几种；
或
ii采用先对负泊松比泡沫进行预压，然后再对其进行加热的再膨胀处理，得到正泊松比泡沫；所述预压的压力为0.2MPa～2MPa；
所述的负泊松比泡沫为由聚合物本体发泡直接制备得到或由原始的正泊松比聚合物泡沫通过加工制成；
所述原始正泊松比聚合物泡沫或由聚合物本体发泡直接制备得到的负泊松比泡沫的闭孔率不小于60％；
所述的聚合物本体或原始正泊松比聚合物泡沫的基体聚合物材料包括：烯烃类热塑性弹性体、有机氟类热塑性树脂、有机硅类热塑性树脂、热塑性聚氨酯类、聚酰胺类及其共聚树脂、聚酯类及其共聚树脂、聚(甲基)丙烯酸酯类聚合物、聚(甲基)丙烯酸盐类聚合物及其共聚物中的一种或多种的混合物；
所述烯烃类热塑性弹性体包括聚乙烯及乙烯共聚物、聚丙烯及丙烯共聚物、聚苯乙烯、聚丁烯及丁烯共聚物、苯乙烯类热塑性弹性体、聚氯乙烯、氯化聚乙烯或氯化聚丙烯；所述苯乙烯类热塑性弹性体包括氧乙烯-苯乙烯共聚物、氧丙烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述i中加热的温度为70℃～220℃，加热时间为0.5min～360min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ii中加热温度为50℃～190℃，加热时间为0.2min～10min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物本体发泡直接制备具体为：一步原位制备负泊松比泡沫的方法。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原始的正泊松比聚合物泡沫通过加工制成具体为：多轴压缩-加热法、真空-加热法、高压-加热法或蒸汽渗透冷凝法。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负泊松比泡沫的密度是原始聚合物泡沫或恢复处理后的正泊松比聚合物泡沫的密度的1.2～30倍。
CN201911024316.3A 2019-10-25 2019-10-25 一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法及泡沫低成本运输方法 Active CN110951108B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911024316.3A CN110951108B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法及泡沫低成本运输方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911024316.3A CN110951108B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法及泡沫低成本运输方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110951108A CN110951108A (zh) 2020-04-03
CN110951108B true CN110951108B (zh) 2021-05-28

Family

ID=69976436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911024316.3A Active CN110951108B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法及泡沫低成本运输方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110951108B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010049511A3 (en) * 2008-10-30 2010-07-22 University Of Malta A novel process for the manufacture of auxetic foams and for the conversion of auxetic foam to conventional form
CN107073791A (zh) * 2014-08-20 2017-08-18 托莱多制模和冲模股份有限公司 用于模制挤出聚合物泡沫的低于常压形态控制工艺及由此产生的制件
CN107474303A (zh) * 2017-07-11 2017-12-15 中国科学院长春应用化学研究所 一种负泊松比聚合物泡沫材料及其制备方法
CN109734955A (zh) * 2019-01-22 2019-05-10 中国科学院长春应用化学研究所 一种极性聚合物负泊松比泡沫材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010049511A3 (en) * 2008-10-30 2010-07-22 University Of Malta A novel process for the manufacture of auxetic foams and for the conversion of auxetic foam to conventional form
CN107073791A (zh) * 2014-08-20 2017-08-18 托莱多制模和冲模股份有限公司 用于模制挤出聚合物泡沫的低于常压形态控制工艺及由此产生的制件
CN107474303A (zh) * 2017-07-11 2017-12-15 中国科学院长春应用化学研究所 一种负泊松比聚合物泡沫材料及其制备方法
CN109734955A (zh) * 2019-01-22 2019-05-10 中国科学院长春应用化学研究所 一种极性聚合物负泊松比泡沫材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"负泊松比形状记忆泡沫的制备与力学性能分析";罗云;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》;20180215(第02期);第B020-590页 *
罗云."负泊松比形状记忆泡沫的制备与力学性能分析".《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》.2018,(第02期),第B020-590页. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110951108A (zh) 2020-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108250728A (zh) 一种聚合物/石墨烯气凝胶复合泡沫材料及其制备方法
CA1071086A (en) Laminates of polyethylene foam with an anisotropic pore structure
EP0934974A4 (en) COMPOSITION BASED ON HYDRATED POLYOLEFINIC RESIN, PRE-EXPANDED PARTICLES PRODUCED FROM THIS COMPOSITION, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME AND EXPANDED MOLDINGS
CN107474303B (zh) 一种负泊松比聚合物泡沫材料及其制备方法
CN108329046B (zh) 一种炭气凝胶隔热复合材料的制备方法
CN106966383A (zh) 一种纸团状石墨烯微球及其制备方法
CN109734955B (zh) 一种极性聚合物负泊松比泡沫材料及其制备方法
US5520873A (en) Production of foam boards having improved sound insulation properties
CN111718514A (zh) 一种超轻热塑性弹性体发泡材料的制备工艺
CN110951108B (zh) 一种聚合物负泊松比泡沫转变为正泊松比泡沫的方法及泡沫低成本运输方法
CN111333955A (zh) 发泡的复合型吸油材料及其制备方法
CN114752097A (zh) 一种开孔聚乳酸发泡材料及其制备方法
US20220185981A1 (en) Low-temperature supercritical foaming process
JP3335999B2 (ja) ポリオレフィン発泡体粒子の連続式製造方法
CN104918683A (zh) 薄膜分离装置
CN219751923U (zh) 超临界二氧化碳调控碳微球孔道结构的装置
CN113980346B (zh) 一种开孔聚氨酯负泊松比泡沫材料及其制备方法
CN113773043B (zh) 低密度炭纤维增强炭气凝胶复合材料的制备方法
KR20200033508A (ko) 난연성 폐 발포 폴리스틸렌으로부터 폴리스틸렌을 회수하는 방법과 회수된 재생 폴리스틸렌
CN108003577B (zh) 一种可降解闭孔发泡材料及其制备方法
Ghosh et al. Polymers for foams and their emerging applications
WO2016000419A1 (zh) 半固化片及纤维增强复合泡沫材料
CN116354336B (zh) 超临界二氧化碳调控碳微球孔道结构的制备方法
CN111377442A (zh) 一种利用天然细鳞片制备无硫膨胀石墨的方法
CN117004075A (zh) 一种制备高性能聚苯乙烯泡沫的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant