RU2266305C2 - Method of preparing polymer materials with specified porosity via treatment with carbon dioxide in supercritical state followed by heat treatment at atmospheric pressure - Google Patents
Method of preparing polymer materials with specified porosity via treatment with carbon dioxide in supercritical state followed by heat treatment at atmospheric pressure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266305C2 RU2266305C2 RU2004102653/04A RU2004102653A RU2266305C2 RU 2266305 C2 RU2266305 C2 RU 2266305C2 RU 2004102653/04 A RU2004102653/04 A RU 2004102653/04A RU 2004102653 A RU2004102653 A RU 2004102653A RU 2266305 C2 RU2266305 C2 RU 2266305C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat treatment
- carbon dioxide
- pressure
- temperature
- saturated
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения полимерных материалов с заданным объемом пор с помощью обработки двуокисью углерода в сверхкритическом состоянии при давлении 250 атм и температуре 40-120°С и последующей термообработки при температуре 40-210°С и атмосферном давлении.The invention relates to a method for producing polymeric materials with a given pore volume by processing carbon dioxide in a supercritical state at a pressure of 250 atm and a temperature of 40-120 ° C and subsequent heat treatment at a temperature of 40-210 ° C and atmospheric pressure.
На сегодняшний день разработка методов получения полимерных матриц с заданной пористостью привлекает большое внимание исследовательских групп во всем мире. Это связано с тем, что пористые полимеры и материалы на их основе имеют чрезвычайно широкий диапазон применений. Например, в научной литературе описано использование пористых полимеров в качестве фильтров для улавливания органических веществ [Мое, WM., Irvine RL. Polyurethane foam based biofilter media for toluene removal. Water. Sci. Technol. 2001; 43(11): 35-42] и летучих компонентов запаха [Avison SJ, Gray DA, Davidson GM, Taylor AJ. Infusion of volatile flavor compounds into low-density polyethylene. J. Agric. Food. Chem. 2001 Jan; 49(1): 270-5.], как адсорбентов для разделения биомолекул [Mayr В, Tessadri TR., Post E, Buchmeiser MR. Metathesis-based monoliths: influence of polymerization conditions on the separation of biomolecules. Anal. Chem. 2001 Sep 1; 73(17): 4071-8], в микрожидкостной хроматографии и капиллярном электрофорезе [Gusev I, Huang X, Horvath С. Capillary columns with in situ formed porous monolithic packing for micro high-performance liquid chromatography and capillary electrochromatography. J. Chomatogr. A 1999 Sep 3; 855(1): 273-90], в оптических электронных устройствах [Wirnsberger G, Yang P, Scott BJ, Chmelka BF, Stucky GD. Mesostructured materials for optical applications: from low-k dielectrics to sensors and lasers. Spectrochim Acta A Mol. Biomol. Spectrosc. 2001 Sep 1; 57(10): 2049-60] и электрохимических источниках питания [Sotiropoulos S., Brown I.L., Akay G., Lester E. Nickel incorporation into a hollow fibre microporous polymer: a preparation route for novel high surface area nickel structures. Materials Letters 35 (1998) 383-391].Today, the development of methods for producing polymer matrices with a given porosity has attracted great attention of research groups around the world. This is due to the fact that porous polymers and materials based on them have an extremely wide range of applications. For example, the scientific literature describes the use of porous polymers as filters for trapping organic substances [Mine, WM., Irvine RL. Polyurethane foam based biofilter media for toluene removal. Water. Sci. Technol. 2001; 43 (11): 35-42] and volatile odor components [Avison SJ, Gray DA, Davidson GM, Taylor AJ. Infusion of volatile flavor compounds into low density polyethylene. J. Agric. Food Chem. 2001 Jan; 49 (1): 270-5.] As adsorbents for the separation of biomolecules [Mayr B, Tessadri TR., Post E, Buchmeiser MR. Metathesis-based monoliths: influence of polymerization conditions on the separation of biomolecules. Anal. Chem. 2001 Sep 1; 73 (17): 4071-8], in microfluidic chromatography and capillary electrophoresis [Gusev I, Huang X, Horvath C. Capillary columns with in situ formed porous monolithic packing for micro high-performance liquid chromatography and capillary electrochromatography. J. Chomatogr. A 1999 Sep 3; 855 (1): 273-90], in optical electronic devices [Wirnsberger G, Yang P, Scott BJ, Chmelka BF, Stucky GD. Mesostructured materials for optical applications: from low-k dielectrics to sensors and lasers. Spectrochim Acta A Mol. Biomol. Spectrosc. 2001 Sep 1; 57 (10): 2049-60] and electrochemical power supplies [Sotiropoulos S., Brown I.L., Akay G., Lester E. Nickel incorporation into a hollow fiber microporous polymer: a preparation route for novel high surface area nickel structures. Materials Letters 35 (1998) 383-391].
Большой интерес представляет использование таких материалов в медицине. Здесь основными направлениями применения пористых полимеров являются: создание на их основе источников для медленного дозирования в организме человека лекарственных препаратов (технология Drug delivery) [Dziubia TD, Torjman MC, Joseph Л, Murphy-Tatum M, Lowman AM. Evaluation of porous networks of poly(2-hydroxyethyl methacrylate) as interfacial drug delivery devices. Biomaterials 2001 Nov; 22(21): 2893-9], использование в качестве основы для роста и регенерации тканей [Choueka J., Charvet J.L., Koval K.J., Alexander H., James K.S. Canine bone response to tyrosine-derived polycarbonates and poly(L-lactid acid). J. Biomed. Mater. Res., May; 31(1): 35-41 (1996)] и имплантантов с улучшенной приживаемостью [Gosain AK, Song L, Riordan P, Amarante MT, Nagy PG, Wilson CR, Toth JM, Ricci JL. A 1-year study of osteoinduction in hydroxyapatite-derived biomaterials in an adult sheep model: part I. Plast. Reconstr. Surg. 2002 Feb; 109(2): 619-30].Of great interest is the use of such materials in medicine. Here, the main areas of application of porous polymers are: the creation on their basis of sources for slow dosing of drugs in the human body (Drug delivery technology) [Dziubia TD, Torjman MC, Joseph L, Murphy-Tatum M, Lowman AM. Evaluation of porous networks of poly (2-hydroxyethyl methacrylate) as interfacial drug delivery devices. Biomaterials 2001 Nov; 22 (21): 2893-9], use as a basis for tissue growth and regeneration [Choueka J., Charvet J.L., Koval K.J., Alexander H., James K.S. Canine bone response to tyrosine-derived polycarbonates and poly (L-lactid acid). J. Biomed. Mater. Res., May; 31 (1): 35-41 (1996)] and implants with improved survival [Gosain AK, Song L, Riordan P, Amarante MT, Nagy PG, Wilson CR, Toth JM, Ricci JL. A 1-year study of osteoinduction in hydroxyapatite-derived biomaterials in an adult sheep model: part I. Plast. Reconstr. Surg. 2002 Feb; 109 (2): 619-30].
Приведенные выше примеры далеко не исчерпывают весь спектр возможных применений пористых полимерных материалов, но они ясно показывают, что потребность в таких материалах на сегодняшний день достаточно велика и будет увеличиваться в будущем.The above examples far from exhaust the entire spectrum of possible applications of porous polymeric materials, but they clearly show that the demand for such materials is currently quite large and will increase in the future.
Одним из перспективных методов создания пористости в полимерных матрицах является обработка двуокисью углерода в газообразном, жидком или сверхкритическом состоянии. Хотя данный метод получения пористости применяется сравнительно недавно, к настоящему моменту опубликовано значительное количество работ, посвященных этой теме. В этих исследованиях процесс создания пористости осуществлялся в две стадии: на первой стадии полимер насыщался газообразным, жидким или сверхкритическим СО2 при высоком давлении, на второй насыщенный СО2 полимер вспенивали с помощью быстрого нагрева при атмосферном давлении. Так, в работах [Handa, Y.P.; Zhang, Z.J. A new technique for measuring retrograde vitrification in polymer-gas systems and for making ultramicrocellular foams from the retrograde phase. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2000, Vol.38, p.716-725.] описано получение указанным способом пористого полиметилметакрилата (ПММА), в работе [Kumar, V.; Weller, J.E. Microcellular Foams; Khemani, К.С., Ed.; ACS: Washington, DC, 1997; Vol.669, p.101.] изучено влияние температуры вспенивания на пористость насыщенного СО2 поликарбоната. Авторами [Wessling, M.; Borneman, Z.; Van den Boomgaard, Т.; Smolders, С.A. Carbon dioxide foaming of glassy polymers J. Appl. Polym. Sci. 1994, Vol.53, p.1497-1512.] изучен процесс порообразования в пленках поликарбоната, полиамида и польсульфона, показано, что при насыщении этих полимеров газообразным CO2 и последующем вспенивании процесс порообразования сопровождается образованием на поверхности тонкого плотного слоя, закрывающего доступ к порам в толще полимера.One of the promising methods for creating porosity in polymer matrices is the treatment with carbon dioxide in a gaseous, liquid, or supercritical state. Although this method of obtaining porosity is used relatively recently, a significant number of works on this topic have been published to date. In these studies, the process of creating porosity was carried out in two stages: in the first stage, the polymer was saturated with gaseous, liquid, or supercritical CO 2 at high pressure, and the second saturated CO 2 polymer was foamed by rapid heating at atmospheric pressure. So, in [Handa, YP; Zhang, ZJ A new technique for measuring retrograde vitrification in polymer-gas systems and for making ultramicrocellular foams from the retrograde phase. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2000, Vol.38, p.716-725.] Describes the preparation of the porous polymethylmethacrylate (PMMA) in this way, in [Kumar, V .; Weller, JE Microcellular Foams; Khemani, C.S., Ed .; ACS: Washington, DC 1997; Vol.669, p.101.] The effect of the foaming temperature on the porosity of saturated CO 2 polycarbonate was studied. Authors [Wessling, M .; Borneman, Z .; Van den Boomgaard, T .; Smolders, C. A. Carbon dioxide foaming of glassy polymers J. Appl. Polym. Sci. 1994, Vol.53, p.1497-1512.] The process of pore formation in films of polycarbonate, polyamide and polsulfone was studied, it is shown that when these polymers are saturated with gaseous CO 2 and subsequent foaming, the pore formation process is accompanied by the formation of a thin dense layer on the surface that blocks access to pores in the thickness of the polymer.
В работе [Stafford, С.M.; Russel, Т.Р.; McCarthy, Т. Expansion of polystyrene using supercritical carbon dioxide: effects of molecular weight, polydispersity, and low molecular weight components. J. Macromolecules 1999, Vol.32, p.7610-7616] изучена зависимость среднего диаметра пор насыщенного сверхкритическим CO2 и вспененного полистирола от молекулярной массы, полидисперсности и количества низкомолекулярных компонентов в исходном полимере. Показано, что из всех исследованных факторов только присутствие существенного количества низкомолекулярных веществ оказывает влияние на порообразование в полистироле. Кроме того, имеется ряд публикаций, посвященных получению данным способом пористых полипропилена [Liang, M.-T.; Wang, C.-M. Production of Very Low Density Microcellular Polypropylene by Supercritical Carbon Dioxide: Nottinghma (UK), 1999, p.151.], полиэтилена [Briscoe, В.J.; Chaudhary, B.I.; Savvas, T. Cellular Polymers 1993, Vol.12, p.171.] и полиэтилтерефталата модифицированного гликолем [Handa, Y.P.; Wong, В.; Zhang, Z.; Kumar, V.; Eddy, S.; Khemani, K. Polym. Eng. Sci 1999, Vol.39, p.55.].In the work [Stafford, S.M .; Russel, T.R .; McCarthy, T. Expansion of polystyrene using supercritical carbon dioxide: effects of molecular weight, polydispersity, and low molecular weight components. J. Macromolecules 1999, Vol.32, p.7610-7616] studied the dependence of the average pore diameter of supercritical CO 2 saturated and foamed polystyrene on the molecular weight, polydispersity and the amount of low molecular weight components in the starting polymer. It was shown that of all the studied factors, only the presence of a significant amount of low molecular weight substances affects the pore formation in polystyrene. In addition, there are a number of publications devoted to the production of porous polypropylene by this method [Liang, M.-T .; Wang, C.-M. Production of Very Low Density Microcellular Polypropylene by Supercritical Carbon Dioxide: Nottinghma (UK), 1999, p. 151.], Polyethylene [Briscoe, B.J .; Chaudhary, BI; Savvas, T. Cellular Polymers 1993, Vol.12, p. 171.] And glycol-modified polyethyleneterephthalate [Handa, YP; Wong, W .; Zhang, Z .; Kumar, V .; Eddy, S .; Khemani, K. Polym. Eng. Sci 1999, Vol. 39, p. 55.].
В данной заявке на изобретение для создания в полимерных материалах пористости заданного объема предлагается использование двухстадийной обработки, позволяющей получать полимерные материалы с заданным объемом пор. На первой стадии полимер насыщается двуокисью углерода в сверхкритическом состоянии. Насыщение полимера проводится на установке, принципиальная схема которой приведена на фиг.1.In this application for the invention, for the creation of porosity of a given volume in polymeric materials, the use of a two-stage processing is proposed, which allows obtaining polymeric materials with a given pore volume. In the first stage, the polymer is saturated with carbon dioxide in a supercritical state. The saturation of the polymer is carried out on the installation, the circuit diagram of which is shown in figure 1.
Процесс насыщения на данной установке осуществляли следующим образом: образец полимера помещали в ячейку Е, затем с помощью насоса Н ячейку заполняли двуокисью углерода до заданного давления, после чего с помощью термостата Т нагревали до заданной температуры. По окончании опыта ячейку остужали до комнатной температуры и медленно сбрасывали давление через регулируемый рестриктор PP.The saturation process in this installation was carried out as follows: a polymer sample was placed in cell E, then, using pump H, the cell was filled with carbon dioxide to a predetermined pressure, after which it was heated to a predetermined temperature using a thermostat T. At the end of the experiment, the cell was cooled to room temperature and slowly depressurized through an adjustable PP restrictor.
Данные по сорбции двуокиси углерода полимерами при температуре 40°С-120°С и давлении 250 атм за 60 минут обработки приведены в таблице 1.Data on the sorption of carbon dioxide by polymers at a temperature of 40 ° C-120 ° C and a pressure of 250 atm for 60 minutes of processing are shown in table 1.
Представленные данные охватывают интервал температур ниже температуры стеклования, так насыщение двуокисью углерода при значениях, близких или превышающих данную температуру, приводит к сорбции чрезвычайно больших количеств двуокиси углерода, что, в свою очередь, приводит к сильному набуханию (в 2,5-4 раза по отношению к первоначальному объему) и практически полной потере механической прочности. Например, после обработки ПММА при температуре 100°С (количество сорбированной двуокиси углерода 28% от массы полимера) образец полимера стал рыхлым и хрупким. Обработка ПММА выше данной температуры приводила к механическому разрушению образца.The data presented cover a temperature range below the glass transition temperature, so saturation with carbon dioxide at values close to or above this temperature leads to sorption of extremely large amounts of carbon dioxide, which, in turn, leads to strong swelling (2.5-4 times relative to the original volume) and almost complete loss of mechanical strength. For example, after processing PMMA at a temperature of 100 ° C (the amount of sorbed carbon dioxide is 28% by weight of the polymer), the polymer sample has become loose and brittle. Processing PMMA above this temperature led to mechanical destruction of the sample.
Сразу после обработки двуокисью углерода образец помещали в термостат и выдерживали в течение 60 минут при заданной температуре. В процессе термообработки происходило вспенивание наружного слоя полимера, насыщенного двуокисью углерода. При этом сердцевина полимера не претерпевала никаких изменений, т.е. образец во многом сохранял механические свойства исходного материала. Предложенный порядок действий, при котором образец сначала обрабатывается двуокисью углерода, потом извлекается из ячейки после охлаждения и медленного сброса давления и, затем, вспенивается в термостате, обеспечивает ряд преимуществ, по сравнению с известным способом вспенивания непосредственно в ячейке при сбросе давления, а именно:Immediately after treatment with carbon dioxide, the sample was placed in a thermostat and kept for 60 minutes at a given temperature. During the heat treatment, foaming of the outer layer of the polymer saturated with carbon dioxide occurred. In this case, the polymer core did not undergo any changes, i.e. the sample largely retained the mechanical properties of the starting material. The proposed procedure, in which the sample is first treated with carbon dioxide, is then removed from the cell after cooling and slow pressure relief and then foams in the thermostat, provides several advantages compared to the known method of foaming directly in the cell during pressure relief, namely:
- данный порядок действий обеспечивает строгий контроль за всеми параметрами процесса (условия обработки в скСО2, температура вспенивания), что в свою очередь, позволяет с высокой точностью предсказывать конечную пористость материала;- this procedure provides strict control over all process parameters (processing conditions in cCO 2 , foaming temperature), which, in turn, allows predicting the final porosity of the material with high accuracy;
- при двухстадийной обработке более эффективно используется объем ячейки, так как в данном случае не требуется дополнительного объема для расширения вспенивающихся полимерных образцов, что существенно снижает себестоимость пористого полимерного материала.- in two-stage processing, the cell volume is used more efficiently, since in this case no additional volume is required for expanding expandable polymer samples, which significantly reduces the cost of the porous polymer material.
В качестве иллюстрации на фиг.2, приведена фотография образцов полиметиметакрилата, обработанных в сверхкритической двуокиси углерода при давлении 250 атм и температуре 40°С в течение 30 минут и затем вспененных при различных температурах.As an illustration, in Fig. 2, a photograph of polymethimethacrylate samples processed in supercritical carbon dioxide at a pressure of 250 atm and a temperature of 40 ° C for 30 minutes and then foamed at various temperatures is shown.
Общий объем пор полимерных материалов измеряли по заполнению их водой при комнатной температуре и давлении 300 атм. Измеренные таким образом значения пористости образцов полиметилметакрилата в зависимости от температуры вспенивания приведены на гистограмме (фиг.3). Условия обработки и температуры вспенивания соответствуют, указанным на фиг.2.The total pore volume of polymeric materials was measured by filling them with water at room temperature and a pressure of 300 atm. The porosity values of the polymethylmethacrylate samples thus measured, depending on the foaming temperature, are shown in the histogram (Fig. 3). The processing conditions and foaming temperature correspond to those indicated in figure 2.
Как видно на фиг.3., предлагаемый способ двухстадийной обработки полимеров позволяет получать образцы с пористостью, изменяющейся в широких пределах в зависимости от температуры термообработки при атмосферном давлении.As can be seen in figure 3., the proposed method of two-stage processing of polymers allows you to get samples with porosity that varies over a wide range depending on the temperature of heat treatment at atmospheric pressure.
Аналогичным образом были получены образцы различной пористости ударопрочного полистирола (HIPS), поликарбоната, полистирола, сополимера акрил-бутадиен-стирол (ABS), сополимера 94% метилметакрилата - 6% метилакрилата (дакрил 6). Данные по изменению пористости полимерных материалов в зависимости от температуры обработки при атмосферном давлении приведены на фиг.4 (поликарбонат), фиг.5 (ударопрочный полистирол), фиг.6 (полистирол марки ПСН-115), фиг.7 (сополимера акрилонитрил-бутадиен-стирол ABS), фиг.8 (сополимер Дакрил 6).Similarly, samples of different porosity of high-impact polystyrene (HIPS), polycarbonate, polystyrene, acryl-butadiene-styrene copolymer (ABS), 94% methyl methacrylate copolymer - 6% methyl acrylate (dacryl 6) were obtained. The data on the change in the porosity of polymeric materials depending on the processing temperature at atmospheric pressure are shown in Fig. 4 (polycarbonate), Fig. 5 (high-impact polystyrene), Fig. 6 (PSN-115 polystyrene), Fig. 7 (acrylonitrile-butadiene copolymer styrene ABS), Fig. 8 (Dacryl copolymer 6).
Конкретные условия обработки и достигнутая пористость указаны в примерах. Для подтверждения образования в полимерах пористой структуры образцы до и после обработки были исследованы методом сканирующей электронной микроскопии. На фиг.9 приведены микрофотографии исходных и обработанных образцов. На снимках отчетливо видно, что обработка предлагаемым методом приводит к образованию в полимере хорошо развитой структуры пор.Specific processing conditions and achieved porosity are indicated in the examples. To confirm the formation of a porous structure in polymers, the samples before and after treatment were studied by scanning electron microscopy. Figure 9 shows micrographs of the source and processed samples. The photographs clearly show that processing by the proposed method leads to the formation of a well-developed pore structure in the polymer.
Пример 1.Example 1
Образец полиметилметакрилата ×44×15 мм (ПММА) поместили в ячейку, обрабатывали в сверхкритической двуокиси углерода при температуре 40°С и давлении 250 атм в течение 60 минут, затем ячейку остудили до комнатной температуры и медленно сбросили давление до атмосферного. Далее насыщенный двуокисью углерода образец извлекли из ячейки и поместили в термостат, где выдерживали при температуре 80°С в течение 60 минут. Полученный в результате пористый полимерный материал имел общий объем пор 0,7 см3/г.A sample of polymethylmethacrylate × 44 × 15 mm (PMMA) was placed in a cell, treated in supercritical carbon dioxide at a temperature of 40 ° C and a pressure of 250 atm for 60 minutes, then the cell was cooled to room temperature and slowly depressurized to atmospheric pressure. Next, the carbon dioxide-saturated sample was removed from the cell and placed in a thermostat, where it was kept at a temperature of 80 ° C for 60 minutes. The resulting porous polymeric material had a total pore volume of 0.7 cm 3 / g.
Пример 2.Example 2
Образец поликарбоната на основе бисфенола А марки "Макролон" (фирма "Байер", Германия), в виде гранул (dcp=3-4 мм, общее количество 24 гранулы), поместили в ячейку, обрабатывали в сверхкритической двуокиси углерода при температуре 120°С и давлении 250 атм в течение 60 минут, затем ячейку остудили до комнатной температуры и медленно сбросили давление до атмосферного. Далее насыщенный двуокисью углерода образец извлекли из ячейки и поместили в термостат, где выдерживали при температуре 190°С в течение 60 минут. Полученный в результате пористый полимерный материал имел общий объем пор 0,4 см3/г.A sample of polycarbonate based on bisphenol A brand Macrolon (Bayer, Germany), in the form of granules (d cp = 3-4 mm, total 24 granules), was placed in a cell, processed in supercritical carbon dioxide at a temperature of 120 ° C and a pressure of 250 atm for 60 minutes, then the cell was cooled to room temperature and slowly dropped to atmospheric pressure. Next, the carbon dioxide-saturated sample was removed from the cell and placed in a thermostat, where it was kept at a temperature of 190 ° C for 60 minutes. The resulting porous polymeric material had a total pore volume of 0.4 cm 3 / g.
Пример 3.Example 3
Образец ударопрочного полистирола (HIPS), в виде гранул (dcp=3-4 мм, общее количество 32 гранулы), поместили в ячейку, обрабатывали в сверхкритической двуокиси углерода при температуре 40°С и давлении 250 атм в течение 60 минут, затем ячейку остудили до комнатной температуры и медленно сбросили давление до атмосферного. Далее насыщенный двуокисью углерода образец извлекли из ячейки и поместили в термостат, где выдерживали при температуре 140°С в течение 60 минут. Полученный в результате пористый полимерный материал имел общий объем пор 0,9 см3/г.A sample of impact-resistant polystyrene (HIPS), in the form of granules (d cp = 3-4 mm, a total of 32 granules), was placed in a cell, processed in supercritical carbon dioxide at a temperature of 40 ° C and a pressure of 250 atm for 60 minutes, then a cell cooled to room temperature and slowly relieved pressure to atmospheric. Next, the carbon dioxide-saturated sample was removed from the cell and placed in a thermostat, where it was kept at a temperature of 140 ° C for 60 minutes. The resulting porous polymeric material had a total pore volume of 0.9 cm 3 / g.
Пример 4.Example 4
Образец полистирола марки ПСН-115 по ГОСТ 20282-86, в виде гранул (dcp=3-4 мм, общее количество 32 гранулы), поместили в ячейку, обрабатывали в сверхкритической двуокиси углерода при температуре 40°С и давлении 250 атм в течение 60 минут, затем ячейку остудили до комнатной температуры и медленно сбросили давление до атмосферного. Далее насыщенный двуокисью углерода образец извлекли из ячейки и поместили в термостат, где выдерживали при температуре 120°С в течение 60 минут. Полученный в результате пористый полимерный материал имел общий объем пор 1,05 см3/г.A PSN-115 polystyrene sample in accordance with GOST 20282-86, in the form of granules (d cp = 3-4 mm, a total of 32 granules), was placed in a cell, processed in supercritical carbon dioxide at a temperature of 40 ° C and a pressure of 250 atm for 60 minutes, then the cell was cooled to room temperature and slowly depressurized to atmospheric pressure. Next, the carbon dioxide-saturated sample was removed from the cell and placed in a thermostat, where it was kept at a temperature of 120 ° C for 60 minutes. The resulting porous polymeric material had a total pore volume of 1.05 cm 3 / g.
Пример 5.Example 5
Образец сополимера акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS), в виде гранул (dcp=3-4 мм, общее количество 24 гранулы), поместили в ячейку, обрабатывали в сверхкритической двуокиси углерода при температуре 50°С и давлении 250 атм в течение 60 минут, затем ячейку остудили до комнатной температуры и медленно сбросили давление до атмосферного. Далее насыщенный двуокисью углерода образец извлекли из ячейки и поместили в термостат, где выдерживали при температуре 120°С в течение 60 минут. Полученный в результате пористый полимерный материал имел общий объем пор 0,9 см3/г.A sample of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) copolymer, in the form of granules (d cp = 3-4 mm, total 24 granules), was placed in a cell, processed in supercritical carbon dioxide at a temperature of 50 ° C and a pressure of 250 atm for 60 minutes, then the cell was cooled to room temperature and slowly depressurized to atmospheric pressure. Next, the carbon dioxide-saturated sample was removed from the cell and placed in a thermostat, where it was kept at a temperature of 120 ° C for 60 minutes. The resulting porous polymeric material had a total pore volume of 0.9 cm 3 / g.
Пример 6.Example 6
Цилиндрический образец (d=7 мм, l=20 мм) сополимера метилметакрилата с метилакрилатом марки Дакрил 6, массовая доля метилакрилата 6%, поместили в ячейку, обрабатывали в сверхкритической двуокиси углерода при температуре 40°С и давлении 250 атм в течение 10 минут, затем ячейку остудили до комнатной температуры и медленно сбросили давление до атмосферного. Далее насыщенный двуокисью углерода образец извлекли из ячейки и поместили в термостат, где выдерживали при температуре 100°С в течение 60 минут. Полученный в результате пористый полимерный материал имел общий объем пор 1,78 см3/г.A cylindrical sample (d = 7 mm, l = 20 mm) of a copolymer of methyl methacrylate with Dacryl 6 methyl acrylate, a mass fraction of methyl acrylate of 6%, was placed in a cell, treated in supercritical carbon dioxide at a temperature of 40 ° C and a pressure of 250 atm for 10 minutes, then the cell was cooled to room temperature and slowly depressurized to atmospheric pressure. Then, the carbon dioxide-saturated sample was removed from the cell and placed in a thermostat, where it was kept at a temperature of 100 ° С for 60 minutes. The resulting porous polymeric material had a total pore volume of 1.78 cm 3 / g.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004102653/04A RU2266305C2 (en) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | Method of preparing polymer materials with specified porosity via treatment with carbon dioxide in supercritical state followed by heat treatment at atmospheric pressure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004102653/04A RU2266305C2 (en) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | Method of preparing polymer materials with specified porosity via treatment with carbon dioxide in supercritical state followed by heat treatment at atmospheric pressure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004102653A RU2004102653A (en) | 2005-07-10 |
RU2266305C2 true RU2266305C2 (en) | 2005-12-20 |
Family
ID=35837858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004102653/04A RU2266305C2 (en) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | Method of preparing polymer materials with specified porosity via treatment with carbon dioxide in supercritical state followed by heat treatment at atmospheric pressure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2266305C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2560508C1 (en) * | 2014-07-25 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method for saturation of porous coating of prosthetic implants |
RU2566502C2 (en) * | 2009-11-06 | 2015-10-27 | Байер Матириальсайенс Аг | Method of producing polyurethane foam and obtained polyurethane foam |
-
2004
- 2004-02-02 RU RU2004102653/04A patent/RU2266305C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БЕРЛИН А.А., ШУТОВ Ф.А. Химия и технология газонаполненных высокополимеров. - М.: Наука, 1980, с.135. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2566502C2 (en) * | 2009-11-06 | 2015-10-27 | Байер Матириальсайенс Аг | Method of producing polyurethane foam and obtained polyurethane foam |
RU2566502C9 (en) * | 2009-11-06 | 2016-09-10 | Байер Матириальсайенс Аг | Method of producing polyurethane foam and obtained polyurethane foam |
RU2560508C1 (en) * | 2014-07-25 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method for saturation of porous coating of prosthetic implants |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004102653A (en) | 2005-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Guo et al. | Some thermodynamic and kinetic low-temperature properties of the PC-CO2 system and morphological characteristics of solid-state PC nanofoams produced with liquid CO2 | |
Cameron et al. | The influence of porogen type on the porosity, surface area and morphology of poly (divinylbenzene) PolyHIPE foams | |
Yoon et al. | Degradation behaviors of biodegradable macroporous scaffolds prepared by gas foaming of effervescent salts | |
Nam et al. | Porous biodegradable polymeric scaffolds prepared by thermally induced phase separation | |
Zhou et al. | Microstructure and mechanical properties of poly (L‐lactide) scaffolds fabricated by gelatin particle leaching method | |
Önder et al. | Fabrication of rigid poly (lactic acid) foams via thermally induced phase separation | |
Matsuyama et al. | Formation of porous flat membrane by phase separation with supercritical CO2 | |
Sun et al. | Microcellular foams from polyethersulfone and polyphenylsulfone: Preparation and mechanical properties | |
Pinto et al. | Temperature influence and CO2 transport in foaming processes of poly (methyl methacrylate)–block copolymer nanocellular and microcellular foams | |
Ly et al. | Facile fabrication of doubly porous polymeric materials with controlled nano-and macro-porosity | |
CN103435836B (en) | Preparation method of polymer foam material in open pore structure | |
EP3063218A1 (en) | Porous gels and methods for their preparation | |
KR102362000B1 (en) | Production of porous materials by the expansion of polymer gels | |
JP2019521231A (en) | High magnification thermoplastic polyurethane microporous foam sheet and method for producing the same | |
MY126320A (en) | Water-containing polyolefin resin compositon, pre- expanded particles made thereof, process for preparing the same and cellular molded article | |
Tsai et al. | Microporous poly (methyl methacrylate) membranes: effect of a low-viscosity solvent on the formation mechanism | |
US6673286B2 (en) | Method of making porous biodegradable polymers | |
CN107778516A (en) | A kind of preparation method of polymer micro expanded material | |
Le Droumaguet et al. | Engineering functional doubly porous PHEMA-based materials | |
Berro et al. | From plastic to silicone: the novelties in porous polymer fabrications | |
RU2266305C2 (en) | Method of preparing polymer materials with specified porosity via treatment with carbon dioxide in supercritical state followed by heat treatment at atmospheric pressure | |
ES2295581T3 (en) | AEROGEL BASED ON A POLYMER OR A HYDROCARBON COPOLYMER, AND ITS PREPARATION PROCEDURE. | |
Cuadra-Rodríguez et al. | Production of cellular polymers without solid outer skins by gas dissolution foaming: A long-sought step towards new applications | |
EP4045259B1 (en) | Process for making products of multi-gradient foamed polymeric material | |
Mi et al. | Fabrication of highly porous starch monoliths and their application as green desiccants |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060203 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060203 |
|
RZ4A | Other changes in the information about an invention |