[发明专利]具有多尺度泡孔结构高分子制品的制备方法与应用

权利要求书

1.具有多尺度泡孔结构的高分子制品的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：

（1）将原料加入成型设备中进行熔融，成型为初级制品；

（2）将初级制品放入高压釜中；

（3）超临界流体形成与输送系统控制气体处于超临界状态后，将其注入高压釜中，使初级制品在30~300℃的饱和温度和7~50MPa的饱和压力下持续饱和0.5~24h，把高压釜升温至比饱和温度高10℃以上的发泡温度并维持0.1~3h，最后使高压釜快速泄压，得到具有多尺度泡孔结构的高分子制品。

2.根据权利要求1所述具有多尺度泡孔结构的高分子制品的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述成型设备为注塑机或挤出机，挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。

3.根据权利要求1所述具有多尺度泡孔结构的高分子制品的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述原料为单一组分的高分子材料，或者为高分子多相体系，包括由两种或两种以上高分子材料构成的共混物，和由高分子材料与无机材料构成的复合材料；所述高分子材料为生物可降解材料或普通高分子材料。生物可降解材料具体为聚乳酸、聚乙烯醇、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、淀粉、聚氧化乙烯、聚乙醇酸或聚羟基脂肪酸酯；普通高分子材料具体为聚丙烯、聚乙烯、尼龙、聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯；所述无机材料具体为纳米级粒子，包括云母、蒙脱土、埃洛石纳米管、碳纳米管、二氧化硅或碳酸钙，或微米级粒子，包括玻璃纤维或玻璃微珠。

4.根据权利要求3所述具有多尺度泡孔结构的高分子制品的制备方法，其特征在于：所述原料为两种或两种以上高分子材料构成的共混物时，通过调控各相组分的黏度、熔体强度以及超临界流体在各相组分中的溶解度和扩散速率，或者形成不同的相形态，可制备具有多尺度泡孔结构的高分子制品；所述共混物的相形态为海-岛结构、纤维状结构、层状结构或共连续相结构。

5.根据权利要求1所述具有多尺度泡孔结构的高分子制品的制备方法，其特征在于：所述超临界流体为超临界二氧化碳或超临界氮气。

6.根据权利要求1所述具有多尺度泡孔结构的高分子制的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述具有多尺度泡孔结构的高分子制品中，一级泡孔（即最大泡孔）的平均直径为40~1000μm，二级泡孔的平均直径为一级泡孔平均直径的5%~50%，n级泡孔的平均直径为（n-1）级泡孔平均直径的5%~50%。

7.具有多尺度泡孔结构的高分子制品的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：

（1）将原料加入成型设备中进行熔融，形成熔体；

（2）超临界流体形成与输送系统控制气体处于超临界状态后，将其注入熔体内；

（3）注入的超临界流体与熔体进行混炼，形成单相溶液，并注入模具或泵入机头，通过快速释放压力而发泡，得到具有多尺度泡孔结构的高分子制品。

8.根据权利要求7所述具有多尺度泡孔结构的高分子制品的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）得到的具有多尺度泡孔结构的高分子制品作为初级发泡制品，将初级发泡制品置于加热箱或热炉中，使初级发泡制品进行二次发泡，得到具有更多尺度泡孔的高分子制品。

9.根据权利要求1~8任一项所述具有多尺度泡孔结构的高分子制品的制备方法，其特征在于：所制备的具有多尺度泡孔结构的PS制品，其断面与水的接触角为153.3°，可用作超疏水材料。