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(jīng)被廣泛地應(yīng)用于通水、過濾、吸音、透氣等領(lǐng)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(jīng)歷縮合反應(yīng)和發(fā)泡兩個過程?？s合反應(yīng)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(shè)定的目標(biāo)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(yīng)替代縮合反應(yīng)，通過酯交換-發(fā)泡技術(shù)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(yīng)替代縮合反應(yīng)，摻雜膨脹石墨，通過酯交換-摻雜-發(fā)泡技術(shù)制備了膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯復(fù)合物開孔發(fā)泡材料。

3、r>　　本研究主要內(nèi)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(yīng)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(rèn)證了碳酸聚乙烯醇酯的結(jié)構(gòu)，還用SEM認(rèn)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(diào)查了聚乙烯醇、碳酸二甲酯和正戊烷的用量及反應(yīng)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(diào)查基礎(chǔ)上，認(rèn)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(shù)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(yīng)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(xué)氧化和熱膨脹

5、（化學(xué)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(yīng)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(fù)合物開孔發(fā)泡材料;最后，用IR認(rèn)證了膨脹石墨與碳酸聚乙烯醇酯的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，還用SEM認(rèn)證了膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯復(fù)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(diào)查了膨脹石墨的用量對

6、膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯復(fù)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(fù)合物開孔發(fā)泡材料的密度的影響。在這些調(diào)查基礎(chǔ)上，認(rèn)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(shù)制備膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯復(fù)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℃