酸催化的碳酸聚乙烯醇酯開孔發(fā)泡材料的制備與性能研究.pdf

1、發(fā)泡材料可以分成開孔和閉孔發(fā)泡材料。由于開孔發(fā)泡材料具有優(yōu)異的吸液性能、穿透性能等，目前它已經被廣泛地應用于通水、過濾、吸音、透氣等領域。傳統(tǒng)的聚乙烯醇為基材的開孔發(fā)泡材料的制備一般要經歷縮合反應和發(fā)泡兩個過程。縮合反應是指在酸催化下聚乙烯醇與醛縮合生成聚乙烯醇縮醛化合物;發(fā)泡是指通過發(fā)泡劑的作用使聚乙烯醇縮醛化合物發(fā)泡成聚乙烯醇縮醛開孔發(fā)泡材料。醛是一類毒性較高的有機化合物，用其制備的聚乙烯醇縮醛開孔發(fā)泡材料往往含有游離的醛，對人類的

2、健康也會造成一定的損害。為了降低聚乙烯醇縮醛開孔發(fā)泡材料對人類健康的影響，本次研究設定的目標就是制備一種無游離醛的開孔發(fā)泡材料。為此，我們使用硫酸作為催化劑，碳酸二甲酯替代醛，酯交換反應替代縮合反應，通過酯交換-發(fā)泡技術制備了不含游離醛的碳酸聚乙烯醇酯開孔發(fā)泡材料;同時，我們還使用酸性膨脹石墨替代硫酸，碳酸二甲酯替代醛，酯交換反應替代縮合反應，摻雜膨脹石墨，通過酯交換-摻雜-發(fā)泡技術制備了膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯復合物開孔發(fā)泡材料。

3、r>　　本研究主要內容包括：⑴在硫酸的催化下，用聚乙烯醇和碳酸二甲酯通過酯交換反應合成了碳酸聚乙烯醇酯;然后，用正戊烷為發(fā)泡劑，使碳酸聚乙烯醇酯發(fā)泡成了碳酸聚乙烯醇酯發(fā)泡材料，最后，用IR認證了碳酸聚乙烯醇酯的結構，還用SEM認證了碳酸聚乙烯醇酯發(fā)泡材料的多孔形貌。為了篩選出制備碳酸聚乙烯醇酯發(fā)泡材料的最佳條件，還調查了聚乙烯醇、碳酸二甲酯和正戊烷的用量及反應溫度和發(fā)泡溫度對它的吸水倍率的影響，以及聚乙烯醇、碳酸二甲酯和正戊烷的用量及發(fā)

4、泡溫度對它的密度的影響。在這些調查基礎上，認證了碳酸聚乙烯醇酯發(fā)泡材料屬于具有吸水能力的開孔發(fā)泡材料;此外，還以最大吸水倍率和最小的密度為依據(jù)，篩選出了利用酯交換-發(fā)泡技術制備碳酸聚乙烯醇酯開孔發(fā)泡材料的最佳條件:PVA劑量為10.00g，DMC劑量為7.50mL，正戊烷用量為4.00mL，發(fā)泡溫度為50℃，反應溫度為75℃。⑵以-100目的鱗片石墨為原料，混合的無機化合物作為氧化劑，混合的無機和有機化合物為插層劑，通過化學氧化和熱膨脹

5、（化學氧化法）制備了酸性膨脹石墨。⑶在酸性膨脹石墨催化下，用聚乙烯醇和碳酸二甲酯通過酯交換反應合成了碳酸聚乙烯醇酯，同時完成了膨脹石墨與碳酸聚乙烯醇酯的摻雜;然后，用正戊烷作為發(fā)泡劑，使膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯發(fā)泡成了膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯復合物開孔發(fā)泡材料;最后，用IR認證了膨脹石墨與碳酸聚乙烯醇酯的交聯(lián)結構，還用SEM認證了膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯復合物開孔發(fā)泡的多孔形貌。為了篩選出酸性膨脹石墨的最佳用量，還調查了膨脹石墨的用量對

6、膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯復合物開孔發(fā)泡材料的吸水倍率的影響，以及它對膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯復合物開孔發(fā)泡材料的密度的影響。在這些調查基礎上，認證了膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯發(fā)泡材料屬于具有吸水能力的開孔發(fā)泡材料;此外，還以最大吸水倍率和最小的密度為依據(jù)，篩選出了利用酯交換-摻雜-發(fā)泡技術制備膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯復合物開孔發(fā)泡材料的最佳條件:PVA劑量為10.00g，DMC劑量為7.50mL，正戊烷用量為4.00mL，發(fā)泡溫度為50℃