基于近红外激光辐照的聚乙烯醇可控发泡及其结构与性能研究

采用一步法制备聚乙烯醇(PVA)泡沫材料.将低含量碳纳米管(CNTs)引入聚乙烯醇(PVA)基体,采用波长1064 nm的掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器对PVA/CNTs复合材料进行激光辐照.探究CNTs的含量和激光参数(激光电流、激光扫描速率)对PVA/CNTs复合材料发泡效果的影响.结果表明:白色3D发泡图案本质上是由碳组成.发泡图案内的泡孔结构与吸收的激光能量有关,PVA与CNTs在热降解中产生的气体(CO、CO2)是形成泡孔结构的主要因素.通过控制CNTs的含量、激光扫描速率和激光功率,控制发泡区域的高度在10～50μm变化,泡孔尺寸可以在几十微米范围内变化.近红外激光波长为1064 nm,添加量为0.10％时,可以保证该技术具有环保和可持续使用性.