技术领域
本发明涉及一种形状记忆泡沫及其制备方法。
背景技术：
形状记忆聚合物是指具有形状记忆特性的高分子材料，它的初始形态经过形变固定后，通过热、光、电、pH值或相转变等外界条件的刺激，回复到其初始形态。利用形状记忆聚合物制备的泡沫材料具备良好的成型性能，当温度高于玻璃化转变温度时，泡沫能够被压缩，温度降低到玻璃化转变温度以下时，压缩后的形状被固定下来；当温度再次升高到玻璃化转变温度以上时，泡沫能够恢复被压缩前的形状。常规的苯乙烯泡沫塑料存在扩展率低、泡沫形变后形状不能固定，而且形变后的泡沫由于其泡沫中闭孔结构被破坏，形状不能恢复到未形变前的形状，导致包装或运输大量的泡沫材料非常的困难，需要花费很长的时间和大量的成本。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决常规的苯乙烯泡沫塑料存在扩展率低、形变后的泡沫形状不能恢复到未形变前的形状、泡沫压缩后形状不能固定，导致包装或运输大量泡沫材料非常的困难，需要花费很长的时间和大量的成本，而提供的一种苯乙烯共聚物形状记忆泡沫及其制备方法。苯乙烯共聚物形状记忆泡沫，其特征在于苯乙烯共聚物形状记忆泡沫按重量份数比主要由80～85份的苯乙烯、13～18份的丙烯酸丁酯、2份的热分解型发泡剂和2份的交联剂制成。苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的制备方法通过以下步骤实现：(一)按重量份数比取80～85份的苯乙烯、13～18份的丙烯酸丁酯、2份的交联剂充分混合后再加入2份的热分解型发泡剂并混匀；(二)将混合物注入到模具中，并在30～270℃的条件下加热1小时后将加热温度升高10～95℃，保持温度直到热分解型发泡剂分解产生气体；(三)将温度调整到65～75℃，并静置保温24～30小时，得到苯乙烯共聚物形状记忆泡沫。本发明制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫具有很好的成型性能和形状记忆功能，扩展率为50％～80％，压缩率为10～100％，玻璃化转化温度在50～90℃之间。本发明制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫温度高于玻璃化转化温度时，泡沫材料的形状能够在外力的作用下发生变化，温度低于玻璃化转变温度时，泡沫材料的形状被固定下来，当温度再次升高到玻璃化转变温度以上时，泡沫能够恢复形变前的形状。本发明制备苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的方法简单易行，制备出的泡沫被压缩后运输非常方便，极大的节约了运输时间和成本。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式中苯乙烯共聚物形状记忆泡沫按重量份数比由80～85份的苯乙烯、13～18份的丙烯酸丁酯、2份的热分解型发泡剂和2份的交联剂制成。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于交联剂为丁二烯单体、异戊二烯单体、联乙烯基苯单体、环戊二烯单体或降冰片二烯单体。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于热分解型发泡剂为碳酸氢钾、碳酸氢钠、碳酸氢铵、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、三肼均三嗪或N，N′-二亚硝基五次甲基四胺。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于苯乙烯共聚物形状记忆泡沫按重量份数比还加入2份的增塑剂和/或2份的热稳定剂。其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)或邻苯二甲酸二辛酯(DBP)；热稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镉、三碱式硫酸铅或二碱式亚磷酸铅。本实施方式中加入增塑剂后制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的可塑性和柔顺性增加，改善了加工成型性能。加入热稳定剂制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫，能够防止聚烯烃结构的氧化降解。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于苯乙烯共聚物形状记忆泡沫按重量份数比还加入2份的填充剂和/或2份的着色剂。其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中的填充剂为碳黑或碳纳米管；着色剂为碳黑、酞菁绿、萘酚绿或酞菁蓝。本实施方式中加入填充剂制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫具有导电性能，而且在一定范围内，随着填料用量的增加，泡沫材料的强度也得到提高。加入着色剂制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫可以改善泡沫的耐候性和耐老化性能，可以延长制品寿命。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于苯乙烯共聚物形状记忆泡沫按重量份数比还加入2份的光稳定剂和/或2份的抗氧剂。其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中的光稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；加入的抗氧剂为季戊四醇双亚磷酸酯二(2，4-二特丁基苯基)酯、多烷基双酚A亚磷酸酯的双聚体、三聚体的复合物或亚磷酸酯三(2，4一二特丁基苯基)酯。本实施方式中加入光稳定剂制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫具有吸收高能量的紫外线的能力，将紫外线转化为热能或无害的波长，从而达到保护高分子材料的目的，加入抗氧剂制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫抵抗氧化的能力增加，能够顺利的进行加工并且使用寿命得到延长。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于苯乙烯共聚物形状记忆泡沫按重量份数比还加入2份的阻燃剂和/或2份的成核剂。其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中的阻燃剂为含氯70％的氯化石蜡、十溴二苯醚、四溴邻苯二甲酰胺或三氧化二锑；成核剂为滑石粉、碳酸钙或柠檬酸。本实施方式中加入阻燃剂制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫，具有较好的耐燃烧性，加入成核剂制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫，其泡孔数量多而且均匀，而且碳酸钙本身既是发泡剂又是成核剂，起到了发泡和成核的双重作用。
具体实施方式八：本实施方式中的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的制备方法通过以下步骤实现：(一)按重量份数比取80～85份的苯乙烯、13～18份的丙烯酸丁酯、2份的交联剂充分混合后再加入2份的热分解型发泡剂并混匀；(二)将混合物注入到模具中，并在30～270℃的条件下加热1小时后将加热温度升高10～95℃，保持温度直到热分解型发泡剂分解产生气体；(三)将温度调整到65～75℃，并静置保温24～30小时，得到苯乙烯共聚物形状记忆泡沫。
本实施方式制备的苯乙烯共聚吻形状记忆泡沫被制成最初的形状，将其加热到50℃～120℃进行压缩，其体积缩小了80％，将温度调整到玻璃化转变温度以下，这时苯乙烯共聚物形状记忆泡沫被固定在压缩的状态；将被压缩的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫加热到玻璃化转变温度，其形状恢复为最初的形状，本实施方式制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫被压缩后运输非常方便。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式八的不同点在于步骤(一)中在加入热分解型发泡剂之前加入2份的增塑剂和/或2份的热稳定剂并混匀。其它步骤与具体实施方式八相同。
本实施方式中的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)或邻苯二甲酸二辛酯(DBP)；热稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镉、三碱式硫酸铅或二碱式亚磷酸铅。本实施方式中加入增塑剂后制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的可塑性和柔顺性增加，改善了加工成型性能。加入热稳定剂制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫，能够防止聚烯烃结构的氧化降解。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式八的不同点在于步骤(一)中在加入热分解型发泡剂之前加入2份的光稳定剂和/或2份的抗氧剂并混匀。其它步骤与具体实施方式八相同。
本实施方式中的光稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，加入的抗氧剂为季戊四醇双亚磷酸酯二(2，4-二特丁基苯基)酯、多烷基双酚A亚磷酸酯的双聚体、三聚体的复合物或亚磷酸酯三(2，4-二特丁基苯基)酯。本实施方式中加入光稳定剂制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫具有吸收高能量的紫外线的能力，将紫外线转化为热能或无害的波长，从而达到保护高分子材料的目的。加入抗氧剂制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫抵抗氧化的能力增加，能够顺利的进行加工并且使用寿命得到延长。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式八的不同点在于步骤(一)中在加入热分解型发泡剂之前加入2份的填充剂和/或2份的着色剂并混匀。其它步骤与具体实施方式八相同。
本实施方式中的填充剂为碳黑或碳纳米管，着色剂为碳黑、酞菁绿、萘酚绿或酞菁蓝。本实施方式中加入填充剂制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫具有导电性能，而且在一定范围内，随着填料用量的增加，泡沫材料的强度也得到提高，加入着色剂制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫可以改善泡沫的耐候性和耐老化性能，可以延长制品寿命。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式八的不同点在于步骤(一)中在加入热分解型发泡剂之前加入2份的阻燃剂和/或2份的成核剂并混匀。其它步骤与具体实施方式八相同。
本实施方式中的阻燃剂为含氯70％的氧化石蜡、十溴二苯醚、四溴邻苯二甲酰胺或三氧化二锑，成核剂为滑石粉、碳酸钙或柠檬酸。本实施方式中加入阻燃剂制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫，具有较好的耐燃烧性，加入成核剂制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫，其泡孔数量多而且均匀，而且碳酸钙本身既是发泡剂又是成核剂，起到了发泡和成核的双重作用。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式八的不同点在于步骤(二)中混合物在75～265℃的条件下加热1小时后将加热温度升高30～90℃。其它步骤与具体实施方式八相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式八的不同点在于步骤(二)中混合物在100～260℃的条件下加热1小时后将加热温度升高20～85℃。其它步骤与具体实施方式八相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式八的不同点在于步骤(二)中混合物在245℃的条件下加热1小时后将加热温度升高30℃。其它步骤与具体实施方式八相同。
具体实施方式十六：本实施方式中的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的制备方法通过以下步骤实现：(一)按重量份数比取80份的苯乙烯、18份的丙烯酸丁酯、2份的丁二烯单体充分混合后再加入2份的碳酸氢钠并混匀；(二)将混合物注入到模具中，在75℃的条件下加热1小时后将加热温度升高25℃，保持温度直到碳酸氢钠分解产生气体；(三)将温度调整到75℃，静置保温30小时，得到苯乙烯共聚物形状记忆泡沫。
本实施方式制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的压缩率为10～80％，玻璃化转化温度为50～90℃。
具体实施方式十七：本实施方式中的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的制备方法通过以下步骤实现：(一)按重量份数比取80份的苯乙烯、18份的丙烯酸丁酯、2份的异戊二烯单体充分混合后再加入2份的碳酸氢钾并混匀；(二)将混合物注入到模具中，在105℃的条件下加热1小时后将加热温度升高95℃，保持温度直到碳酸氢钾分解产生气体；(三)调整温度至65℃，静置保温25～30小时，得到苯乙烯共聚物形状记忆泡沫。
本实施方式制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的压缩率为70～100％，玻璃化转化温度为50～90℃。
具体实施方式十八：本实施方式中的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的制备方法通过以下步骤实现：(一)按重量份数比取80份的苯乙烯、18份的丙烯酸丁酯、2份的联乙烯基苯单体充分混合后再加入2份的碳酸氢铵并混匀；(二)将混合物注入到模具中，在35℃的条件下加热1小时后将加热温度升高25℃，保持温度直到碳酸氢铵分解产生气体；(三)调整温度至65～75℃，静置保温24～30小时，得到苯乙烯共聚物形状记忆泡沫。
本实施方式制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的压缩率为60～100％，玻璃化转化温度为50～90℃。
具体实施方式十九：本实施方式中的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的制备方法通过以下步骤实现：(一)按重量份数比取80份的苯乙烯、18份的丙烯酸丁酯、2份的环戊二烯单体充分混合后再加入2份的偶氮二甲酰胺并混匀；(二)将混合物注入到模具中，在190℃的条件下加热1小时后将加热温度升高15℃，保持温度直到偶氮二甲酰胺分解产生气体；(三)将温度调整到65℃，静置保温24～26小时，得到苯乙烯共聚物形状记忆泡沫。
本实施方式制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的压缩率为40～90％，玻璃化转化温度为50～90℃。
具体实施方式二十：本实施方式中的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的制备方法通过以下步骤实现：(一)按重量份数比取80份的苯乙烯、18份的丙烯酸丁酯、2份的降冰片二烯单体充分混合后再加入2份的偶氮二异丁腈并混匀：(二)将混合物注入到模具中，在85℃的条件下加热1小时后将加热温度升高25℃，保持温度直到偶氮二异丁腈分解产生气体；(三)将温度调整到65℃，静置保温24小时，得到苯乙烯共聚物形状记忆泡沫。
本实施方式制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的压缩率为50～95％，玻璃化转化温度为50～90℃。
具体实施方式二十一：本实施方式中的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的制备方法通过以下步骤实现：(一)按重量份数比取80份的苯乙烯、18份的丙烯酸丁酯、2份的环戊二烯单体充分混合后再加入2份的三胼均三嗪并混匀；(二)将混合物注入到模具中，在255℃的条件下加热1小时后将加热温度升高25℃，保持温度直到三胼均三嗪分解产生气体；(三)将温度调整到70℃，静置保温25小时，得到苯乙烯共聚物形状记忆泡沫。
本实施方式制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的压缩率为45～100％，玻璃化转化温度为50～90℃。
具体实施方式二十二：本实施方式中的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的制备方法通过以下步骤实现：(一)按重量份数比取80份的苯乙烯、18份的丙烯酸丁酯、2份的丁二烯单体充分混合后再加入2份的N，N′-二亚硝基五次甲基四胺并混匀；(二)将混合物注入到模具中，在195℃的条件下加热1小时后将加热温度升高10℃，保持温度直到N，N′-二亚硝基五次甲基四胺分解产生气体；(三)将温度调整到75℃，静置保温25小时，得到苯乙烯共聚物形状记忆泡沫。
本实施方式制备的苯乙烯共聚物形状记忆泡沫的压缩率为70～100％，玻璃化转化温度为50～90℃。