《聚乙烯醇極性泡沫材料的綠色製備機理研究》是依託四川大學，由李莉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：聚乙烯醇極性泡沫材料的綠色製備機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李莉
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高性能、多功能、環保型極性泡沫塑膠，是國民經濟和高科技領域迫切需要的關鍵材料。聚乙烯醇（PVA）極性強、強度高、生物相容性好、在一定條件下可生物降解，可望製備高性能、多功能、環保型泡沫塑膠。本項目擬針對PVA熔點與分解溫度接近，傳統溶液機械攪拌或化學發泡方法不利於發揮其性能優勢的問題，提出以水為增塑劑兼物理髮泡劑，通過熔融發泡，製備PVA泡沫材料的綠色發泡技術，深入研究其製備機理，包括水與PVA間氫鍵作用、水在PVA中的狀態及與體系組分、溫度、壓力間的關係、對PVA熱塑加工性能的影響，PVA的熔體強度，水在PVA熔體中汽化（發泡）的熱力學（蒸發焓）、動力學（蒸發速率）及影響因素，建立泡孔結構與水含量、PVA熔體強度、溫度場、壓力場、冷卻速率間的關係，為在加工中實現水的可控發泡，製備泡孔結構可控、孔徑分布均勻的PVA極性泡沫材料提供理論指導，具有重要意義。
結題摘要
高性能、多功能、環保型極性泡沫塑膠，是國民經濟和高科技領域迫切需要的關鍵材料。聚乙烯醇（PVA）是一種多羥基強極性高分子，具良好離子交換、絡合、螯合、物理吸附性，良好耐熱性，優異力學性能，在一定條件下可生物降解，生物相容性好，可與多種有機、無機化合物及生物材料共混複合，可望製備高性能、多功能、環保型泡沫塑膠。但PVA熔點與分解溫度接近，難以熱塑加工，其泡沫材料的製備多基於溶液法，如溶液機械攪拌或化學發泡方法，不利於發揮其性能優勢，製備高性能和多功能的泡沫材料，迫切需要建立PVA 極性泡沫材料製備新技術新原理。本項目以建立一種簡單、清潔的PVA極性泡沫材料綠色製備新技術新原理為目標，按計畫認真開展研究工作，取得系統的、有特色的創新性研究成果，出色完成研究計畫，全面達到預期目標。1、以價格低廉、無毒，無污染的水為增塑劑兼物理髮泡劑，通過水與PVA間氫鍵作用，抑制PVA自身分子內和分子間氫鍵，降低PVA熔點，獲得80℃以上熱塑加工視窗，實現了改性PVA的熔融塑化；並利用水的降壓汽化原理，實現了水在PVA 熔體中的發泡；2、深入研究了體系中水與PVA間相互作用，水狀態及與水含量、溫度場等的關係，闡述了水對PVA的增塑機理；3、系統研究了發泡體系中水汽化的熱力學、動力學及影響因素，PVA 熔體的熔體強度及調控、對氣泡形成和增長的影響，泡孔結構的調控及穩定，建立了水發泡與水狀態間的關係，闡明了水在PVA熔體中的汽化（發泡）機理；4、通過調控發泡劑體系、水含量、溫度場、壓力場、成核劑種類及含量等，及採用不同分子量PVA共混和交聯，調控PVA中水狀態及其蒸發速率、PVA 熔體強度，實現了水的可控釋放，泡孔的可控增長與固定，製備了泡孔結構可控、孔徑分布均勻、模量可調的PVA極性泡沫材料。與PVA傳統溶液機械發泡法或化學發泡法製備工藝相比，以水為增塑劑兼物理髮泡劑，通過熔融發泡，製備PVA泡沫材料，是一種清潔、高效、簡便、經濟的PVA極性泡沫材料綠色製備技術，易於規模化生產，並可根據需要生產不同形狀的泡沫製品，在外科敷料、藥物釋放、包裝、儲冷保鮮、廢水處理、隔聲降噪等領域有重要套用。相關研究成果發表學術期刊論文5篇（SCI 收錄4篇，EI收錄2篇），國際學術會議論文2篇（其中邀請報告1篇），獲準授權中國發明專利1項。
