一种具有缓释挥发性中草药有效成分的功能高分子发泡材料、制备方法和用途
阅读说明：本技术 一种具有缓释挥发性中草药有效成分的功能高分子发泡材料、制备方法和用途 (Functional polymer foaming material with slow-release volatile Chinese herbal medicine effective components, preparation method and application ) 是由 左娟 朱君秋 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有缓释挥发性中草药有效成分的功能高分子发泡材料、制备方法和用途。其以可发泡聚合物为基础形成的由内往外分为内芯和壳层的高分子发泡材料,其中内芯的孔隙率高密度低,壳层的孔隙率低密度高,内芯具有无数泡孔,泡孔以闭孔为主,同时泡孔内均匀填充有挥发性中草药有效成分。还可用于制备成枕类产品或香囊或发泡垫类产品。(The invention discloses a functional polymer foaming material with slow-release volatile Chinese herbal medicine effective components, a preparation method and application thereof. The high-molecular foaming material is formed by taking a foaming polymer as a base and is divided into an inner core and a shell layer from inside to outside, wherein the porosity of the inner core is high, the density is low, the porosity of the shell layer is low, the inner core is provided with countless foam holes, the foam holes are mainly closed, and simultaneously, volatile Chinese herbal medicine active ingredients are uniformly filled in the foam holes. Can also be used for preparing pillow products, sachets or foaming pads.)
技术领域
本发明涉及功能材料领域，尤其涉及一种具有缓释挥发性中草药有效成分的功能高分子发泡材料、制备方法和用途。
背景技术
《黄帝内经》所说：“上工治未病，不治已病，此之谓也”。“治”，为治理、管理的意思。“治未病”即采取相应的措施，防止疾病的发生发展。其在中医中的主要思想是：未病先防和既病防变。倡导通过保健、养生来预防疾病,强生健体。
随着社会的发展，生活水平的提高，人们对于健康的重视不断提升，越来越多的人迫切地想得到健康的生活，保持身体的健康状态。同时，现在的人们工作压力、生活压力大，越来越多人的身体状况呈现亚健康状态，也有很多人因为压力过大，而产生焦虑、头痛、神经衰弱、视力下降、肝肾功能下降等各种病况。因此，保健与养生得到越来越多人的注重并为之付出行动。如购买各种外敷、内服保健产品。以及燃熏香、摆放精油或香囊，通过挥发性气味提供一个凝神静气、养心益脑的环境。由于点熏香、放精油释放速度快、味道重，会引起一部分人的不适感。因此，在自己家里点熏香、放精油可以；但是若在室外或健身房等公众场合，则不便由着自己的喜好做这些事情，应用场景受限。
我国传统中药中含挥发性成分的中药很多，临床应用也十分广泛，具有止咳、平喘、祛痰、发汗、解表、驱风、镇痛、杀虫以及抗菌和消毒等功效，被广泛地应用于防病治病。中草药有效成分在中草药中占比重很小，这些中药有效成分存储在植物体内的细胞膜内，因此，晒干的中药草可存放很长时间而不会失效。但正因如此，中草药需要通过熬制、萃取等方法将有效成分从植物中提取出来，才能很好的发挥功效。
高分子发泡材料被大量用于制备各种垫类产品，如爬行垫、地垫、坐垫，瑜伽垫、鞋垫、运动鞋鞋底等；以及作为枕头、靠枕、抱枕、U型枕等产品的填料。这些产品跟人接触紧密，如果能够实现聚合物发泡材料能够向空气中缓慢释放挥发性中草药成分的功能，将实现上述产品的养生、保健等功能。
要实现高分子发泡材料有缓释挥发性中草药成分的功能，首先要将挥发性中草药有效成分储存到高分子发泡材料中，并且能够缓慢的释放出来。传统的方式是将中草药磨成粉，混入聚合物中，然后通过化学发泡方式制备出含中草药颗粒的发泡材料，如专利CN201710832787.1公开一种保健型健身垫，将中药粉、聚合物、化学发泡剂和其它必要的加工助剂共混，然后通过化学发泡制备而成。但这种方法存在严重的弊端：首先，中草药磨成粉后，没有经过煎煮或萃取，各种中草药的有效成分仍然留在中草药颗粒中且被细胞壁包裹，有效成分相互之间未进行融合，因此各种药材之间的协同作用受阻，药效会大打折扣；其次，由于有效成分仍然锁在中草药粉体中被细胞壁给包裹住，中药粉体又被聚合物包裹，因此中草药有效成分很难释放出来。另外，化学发泡的温度高，而且加工过程为非完全密闭的环境、挥发性的中药成分容易因高温挥发而损失、热敏感性的药物在高温环境会被破坏掉；而且，化学发泡需要加入化学发泡剂，助发泡剂等化学物质，发泡后产生氨气、甲酰胺等有毒有害物质，残留在发泡材料内，不够绿色环保。由于上述弊端的存在，采用传统将中草药磨粉，然后与聚合物共混化学发泡的方法制备的发泡材料，因效果差而未得到市场广泛的认可。
如果将传统外敷、内服药剂方法来达到养生保健效果的方式称之为重保健；通过闻气味来实现养生保健效果的方式则可以称之为轻保健。通过中草药的挥发性气味来起提神醒脑、舒缓情绪、放松心情，已经被广泛采用。例如市面上售卖的各种植物精油，已经成为注重养生保健人士的一大喜好。在工作或生活空间内摆放一瓶精油，有提神醒脑、舒缓情绪、放松心情等轻保健作用。精油的挥发性很强，一旦接触空气就会很快挥发，所以精油必须用可以密封的深色瓶子储存，难易把控释放速度。另外，中草药香囊也是注重养生保健人士的喜好产品。将中草药或浸润有中草药精油的材料包装在编织袋中即构成中草药香囊。将香囊摆放或悬挂在室内、同样有提神醒脑、舒缓情绪、放松心情等有养生保健的功效。这类产品也存在挥发速度太慢(对于纯中草药香囊)或过快(对于浸润有精油的中草药香囊)等问题。控制中草药挥发性物质的挥发速度，成为缓释类产品的技术关键点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有缓释挥发性中草药有效成分的高分子发泡材料。
为实现上述目的，本发明提供一种具有缓释挥发性中草药有效成分的功能高分子发泡材料，其特征在于，以可发泡聚合物为基础形成的由内往外分为内芯和壳层的高分子发泡材料，其中内芯的孔隙率高密度低，壳层的孔隙率低密度高，内芯具有无数泡孔，泡孔以闭孔为主，同时泡孔内均匀填充有挥发性中草药有效成分，优选的，壳层的厚度为10-500微米。
进一步，所述可发泡聚合物为PE、PP、PS、PC、PVC、ABS、EVA、PU、热塑性弹性体、橡胶，以及生物降解塑料中的至少一种。
进一步，所述热塑性弹性体为苯乙烯类弹性体或聚烯烃类弹性体或热塑性聚氨酯弹性体；优选的，所述苯乙烯类弹性体为TPE、TPR、SBS、SEBS、SIS或SEPS；聚烯烃类弹性为POE、OBC、TPV或TPO；热塑性聚氨酯弹性体为TPU；
任选的，所述橡胶为天然橡胶或合成橡胶；优选的，所述合成橡胶为硅胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯化丁腈橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、异戊橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶、三元乙丙橡胶、乙丙橡胶或氯磺化聚乙烯橡胶；
任选的，所述生物可降解塑料选自聚乳酸，聚己内酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯共聚物、聚丁二酸丁二醇酯及其共聚物、聚羟基烷酸酯、脂肪族芳香族共聚酯或聚乙烯醇类生物降解塑料，以及淀粉改性(或填充)聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的至少一种。
进一步，其特征在于，为采用以下方案一或者方案二制备得到；
方案一为：
步骤S11，准备中草药方剂：按药方称取含有挥发性质中草药成分的中药草原料或中草药提取物，制得中草药方剂；
步骤S12，准备待发泡物料：将一种或多种可发泡聚合物原料以及助剂共混塑化均匀，然后进行螺杆挤出造粒或挤出成型成特定形状的胚体，即制得待发泡物料A；
步骤S13，超临界流体萃取：将步骤S11准备的中草药方剂和步骤S12准备的待发泡物料A装入超临界反应釜中，并加入水作为萃取剂和急冷剂，通入压力为3.5～30MPa的超临界流体，反应釜内温度调节至35℃～Tm之间进行挥发性中药成分的萃取；
步骤S14，超临界流体发泡：萃取完毕后将超临界反应釜内温度调整至(Ts－5)℃～Tm℃；当萃取温度刚好在(Ts－5)℃～Tm℃之间，则可在(Ts－5)℃～Tm℃之间调整温度或保持温度不变；继续保压至超临界流体在待发泡物料A内溶解饱和后快速卸去超临界反应釜内的压力，溶入聚合物体内的超临界流体迅速膨胀，形成无数泡孔的聚合物发泡材料；聚合物内超临界流体降压为高压气体与挥发性中药成分被存储在聚合物发泡材料泡孔中，冷却后即得到粒状或特定形状的具有缓释挥发性中草药有效成分的功能高分子发泡材料；
方案二为：
步骤S21，准备中草药方剂：按药方称取含有挥发性质中草药成分的中药草原料或中草药提取液，得到中草药方剂；
步骤S22，准备待发泡物料：按配方将步骤S21准备的中草药方剂与一种或多种可发泡聚合物原料、以及助剂共混塑化均匀，然后进行螺杆挤出造粒或定型成特定形状的胚体，即制得待发泡物料B；
步骤S23，超临界流体萃取和发泡：步骤S22准备的待发泡物料B装入超临界反应釜中，加入水，通入压力为3.5～30MPa的高压超临界流体，将超临界反应釜内温度调整至(Ts－5)℃～(Tm+5)℃，保压至超临界流体在待发泡物料A内溶解饱和，然后快速卸去超临界反应釜内的压力，溶入聚合物体内的超临界流体和挥发性中药成分迅速膨胀，形成无数泡孔的聚合物发泡材料，即得到粒状或特定形状的具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料；
其中，Ts为待发泡物料在保压压力下的实际软化点，Tm为待发泡物料在保压压力下的实际熔点；
优选的，所述超临界流体为二氧化碳、氮气、或二氧化碳与氮气或与空气的混合物；
所述加工助剂包括增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、抗静电剂、抑菌防霉剂、着色剂和增白剂、填充剂、交联剂、润滑剂或脱模剂。
本发明还提供一种所述具有缓释挥发性中草药有效成分的功能高分子发泡材料的制备方法，其特征在于，采用以下方案一或者方案二制备得到；
方案一为：
步骤S11，准备中草药方剂：按药方称取含有挥发性质中草药成分的中药草原料或中草药提取物，制得中草药方剂；
步骤S12，准备待发泡物料：将一种或多种可发泡聚合物原料以及助剂共混塑化均匀，然后进行螺杆挤出造粒或挤出成型成特定形状的胚体，即制得待发泡物料A；
步骤S13，超临界流体萃取：将步骤S11准备的中草药方剂和步骤S12准备的待发泡物料A装入超临界反应釜中，并加入水，通入压力为3.5～30MPa的超临界流体，反应釜内温度调节至35℃～Tm之间进行挥发性中药成分的萃取；
步骤S14，超临界流体发泡：萃取完毕后将超临界反应釜内温度调整至(Ts－5)℃～Tm℃；当萃取温度刚好在(Ts－5)℃～Tm℃之间，则可在(Ts－5)℃～Tm℃之间调整温度或保持温度不变；继续保压至超临界流体在待发泡物料A内溶解饱和后快速卸去超临界反应釜内的压力，溶入聚合物体内的超临界流体迅速膨胀，形成无数泡孔的聚合物发泡材料；聚合物内超临界流体降压为高压气体与挥发性中药成分被存储在聚合物发泡材料泡孔中，冷却后即得到粒状或特定形状的具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料；
方案二为：
步骤S21，准备中草药方剂：按药方称取含有挥发性质中草药成分的中药草原料或中草药提取物，得到中草药方剂；
步骤S22，准备待发泡物料：按配方将步骤S21准备的中草药方剂与一种或多种可发泡聚合物原料、以及助剂共混塑化均匀，然后进行螺杆挤出造粒或定型成特定形状的胚体，即制得待发泡物料B；
步骤S23，超临界流体萃取和发泡：步骤S22准备的待发泡物料B装入超临界反应釜中，加入适量的水，通入压力为3.5～30MPa的高压超临界流体，将超临界反应釜内温度调整至(Ts－5)℃～(Tm+5)℃，保压至超临界流体在待发泡物料A内溶解饱和，然后快速卸去超临界反应釜内的压力，溶入聚合物体内的超临界流体和挥发性中药成分迅速膨胀，形成无数泡孔的聚合物发泡材料，即得到粒状或特定形状的具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料；
其中，Ts为待发泡物料在保压压力下的实际软化点，Tm为待发泡物料在保压压力下的实际熔点；
优选的，所述超临界流体为二氧化碳、氮气、或二氧化碳与氮气或与空气的混合物；
任选的，所述加工助剂包括增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、抗静电剂、抑菌防霉剂、着色剂和增白剂、填充剂、交联剂、润滑剂或脱模剂。
本发明还提供所述具有缓释挥发性中草药有效成分的高分子功能材料用于枕类产品或香囊或发泡垫类产品的用途。
本发明还提供一种含有所述具有缓释挥发性中草药有效成分的高分子功能材料的枕类产品，包括枕套和枕芯，其特征在于，所述枕芯完全或部分采用了所述具有缓释挥发性中药成分的高分子功能材料作为填料。
本发明还提供一种含有所述具有缓释挥发性中草药有效成分的高分子功能材料的香囊产品，其特征在于，所述香囊全部或部分采用了所述具有缓释挥发性中药成分的高分子功能材料。
本发明还提供一种含有所述具有缓释挥发性中草药有效成分的高分子功能材料的发泡垫类产品，其特征在于，在制备所述发泡垫类产品时全部或部分采用了所述具有缓释挥发性中药成分的高分子功能材料。
进一步，所述发泡垫类产品为地垫、爬行垫、瑜伽垫、鞋垫、坐垫、床垫、鼠标垫。
本发明的科学原理：超临界流体指当纯流体的温度和压力处于它的临界温度和临界压力以上时，该流体处于超临界状态，称为超临界流体，简称SCF。例如，二氧化碳超临界流体的临界温度为31.1℃，临界压强为7.39MPa；氮气超临界流体的临界温度和临界压力分别为-147.0℃和3.39MPa。温度和压强中任一参数低于的临界值，均无法得到超临界流体。超临界流体具有很强的溶解性和渗透性，基于超临界流体的优良性能发展起来的超临界流体萃取技术被列为中药药效成分最佳提取分离技术，兼有精馏和液-液萃取的特点，操作参数易于控制，溶剂可以循环使用，特别适合于分离热敏性物质。本发明技术方案中，首先利用超临界流体的萃取功能，将中药汤剂、中草药粉、或中草药提取物中的挥发性中药有效成分萃取出来，并溶解在超临界流体中；由于超临界流体具有很强的渗透性和溶解性，溶解在超临界流体的中草药有效成分随超临界流体溶入到待发泡高分子材料中；在超临界萃取过程，水的加入可以提高中草药成分中易溶于水的挥发性成分的萃取率；同时水中也溶解有大量的超临界流体，当释放反应釜中的压力，溶解有超临界流体的水迅速膨胀气化，水气化过程需要吸收大量的热。例如，1mol的水，在50℃汽化，汽化热为42780焦耳，而在100℃汽化，汽化热为40680焦耳。由于水的导热效果好，水气化过程迅速吸收聚合物表面的热量，使聚合物表面温度骤降，导致聚合物表层材料收缩、超临界流体溶解度随之快速降低；短时间内而聚合物体内温度仍然维持不变，由于聚合物周围环境压力减小，聚合物体内的超临界流体迅速膨胀，将聚合物内部膨胀成具有无数闭孔结构的泡孔的发泡材料，超临界流体变成高压气体与溶解在超临界流体的中药有效成分一同均匀分布在发泡材料的泡孔中，并且使得泡孔内的压力高于外部环境压力，称之为正压；而聚合物表层由于温度骤降，导致聚合物收缩变硬，超临界流体溶解量减小，超出了最佳的发泡条件，因此聚合物表层的区域将形成孔隙率低密度高的微发泡或不发泡的壳层。由于聚合物发泡材料的泡孔类似无数个小气囊组成，小气囊的孔壁(近似高分子薄膜材料)具有一定的透气性；正压作用下，泡孔内的气体包括挥发性中药成分将缓慢的透过泡孔孔壁，逐渐向外渗透。对于同种材料，外壳层的厚度和发泡倍率直接决定了挥发性中草药成分向环境释放的速度。壳层形成厚度与聚合物表面降温幅度有关，而降温幅度与水吸收的热量有关。因此，在生产中可以根据实际需要，通过调整水的加入量来控制热量吸收量，进而调整壳层的厚度，从而获得所需的挥发性中草药成分渗透速度。因此，在实际生产中，可以根据应用场景需要灵活制备不同缓释速度的高分子发泡功能材料，满足丰富且多样化的产品的设计与制造。
本发明所述具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料，在未经二次加工情况下具有类似核壳结构，即发泡材料表层和内芯发泡密度不一致，表层的孔隙率低密度高，具有良好可控的缓释效果；内芯的孔隙率高密度低，具有良好储气效果。
本发明的有益效果：
一、制备方法的优越性：
(1)将中草药的挥发性有效成分从中草药中萃取出来并溶入到聚合物发泡材料中，与超临界流体气体一同形成正压混合气体保存在发泡泡孔中，从而实现挥发性中药成分的缓慢释放。
(2)减少对中药有效成分的破坏、防止中药有效成分的流失。化学发泡须要使用发泡剂和交联剂，交联剂的使用温度应高于150℃。因此，不论聚合物的软化点和熔点温度高低，采用的化学发泡温度都要150℃以上，且应高于聚合物的熔点。比如聚合物EVA，熔点在60-100℃之间，而常用的化学发泡温度在165-175℃。对于熔点低于150℃的材料，常用的聚合物化学发泡温度在165℃-180℃之间。化学发泡的模具不是完全密封，导致在高温下挥发性中药成分容易挥发流失，同时高温会造成对热敏感的中药成分的破坏。相同材料，超临界流体发泡的发泡温度要比化学发泡低许多，超临界流体发泡温度通常选择在聚合物材料的软化点温度至熔点温度之间，偏离不超过5℃，因此对热敏性的中药草成分具有很好的保护作用。另外，超临界釜压发泡是在完全密封的环境进行，超临界流体可以回收再利用，不会造成中药成分的流失，也不会造成环境的污染。
二、具有缓释挥发性中药成分的高分子功能材料的优越性：
(1)挥发性中草药有效成分被均匀分散在发泡材料的闭孔结构的泡孔中，与超临界流体气体一同在泡孔内形成正压；在正压作用下可缓慢透过泡孔孔壁，以相对均匀的速度释放到环境中。
(2)挥发性中草药有效成分的释放速度可根据应用场景需要灵活调控：即根据不同聚合物薄膜材料的透气特点的选择搭配材料，以及调整聚合物发泡倍率和泡孔壁厚，能够灵活调控挥发性中药成分的释放速度。
(3)发泡材料绿色环保可回收再利用：采用物理发泡方法发泡，聚合物不需要交联或者仅需要微交联，因此可回收再使用。相比之下，现有技术采用化学发泡材料经过完全交联反应后，形成一个刚性的三维网络结构,在聚合过程中这种交联结构不能重复加工成型，不可回收再利用。
(4)绿色环保无污染：采用超临界流体发泡，不需要添加化学发泡剂，也不需要添加助发泡剂，不产生有毒有害物质和气体、绿色环保，非常适合用于制备与人体密切接触的中药保健产品。相比之下，现有技术聚合物化学发泡需要添加发泡剂，发泡剂多为偶氮型发泡剂。发泡剂高温分解解时放出N2、CO2气体使得聚合物发泡，同时还会产生NH3和甲酰胺有害气体。因此化学发泡方式制备的中药保健发泡材料，会有刺激性气味，不够环保。
三、采用具有缓释挥发性中药成分的高分子功能材料制备的功能性产品的优越性：
由于采用了具有优越性能的具有缓释挥发性中药成分的高分子功能材料来制备产品，使得产品具有合适的中药有效成分释放速度，绿色环保无污染。
附图说明
图1是EVA发泡材料的显微结构图。
图2是TPU发泡材料的显微结构图。
图3是PP发泡材料的的显微结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1：
S11，准备中草药方剂：按药方抓取人参、半夏、枣仁、茯神、当归、橘红、赤芍、五味子、甘草，加水进行煎煮，煎煮后将药渣滤掉，所剩中草药汤剂即为所需中草药方剂。
S12，制备待发泡物料：取EVA 100份；加工助剂10份，具体为抗静电剂3份、阻燃剂5份、抑菌防霉剂1份、交联剂1份；放入密炼机进行混炼均匀，然后采用双螺杆造粒机造粒，得到待发泡EVA复合材料粒子。
S13，超临界流体萃取：取S11步骤所得中草药方剂50ml和S12步骤所得待发泡EVA复合材料粒子200g，一同放入超临界反应釜中并加入50ml的水，通入二氧化碳超临界流体，控制超临界流体压强为8MPa，调节反应釜内温度为45℃进行挥发性中药成分的萃取；
S14，超临界流体发泡：萃取完毕后将超临界反应釜内温度调整至70℃；保温保压至超临界流体在待发泡EVA复合材料粒中溶解饱和，快速泄去反应釜中的压力，取出EVA发泡粒子，即为粒状的具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料。其的平均密度为0.2g/cm3。结果见图1的EVA发泡材料的的显微结构图，可以看出来壳层为低孔隙率高密度层，壳层厚度大约在79μm，内芯孔隙率低密度高，泡孔为闭孔结构。
由于加入了抑菌防霉剂，该功能材料还具有抑菌防霉功能。该EVA功能材料粒子可用于制备具有中药缓释功能的带有轻保健作用的香囊、枕类、坐垫等产品的填充材料。
由于不同牌号的EVA材料有不同的软化点和熔点，同时加工助剂的加入也会影响聚合物复合材料的软化点和熔点。在本发明技术方案中，保温温度控制在(Ts－5)℃～(Tm+5)℃之间，Ts为待发泡物料的实际软化点，Tm为待发泡物料的实际熔点。因此在设置保温温度参数时，以实测数值为准。本实施例中，共混后的EVA复合材料离子的软化点为56℃，熔点在72℃。因此，保温温度可以在46℃～82℃选择。本实施例中保温温度设定为70℃。
在实际生产中，提高温度可以获得相对较低密度的发泡材料。可以根据实际应用对发泡材料密度、挥发性中药缓释速度等性能指标要求，在(Ts－5)℃～(Tm+5)℃之间做调整。因此，在后续的实施例中，不再对保温温度一一累述。
实施例2：
与实施例1不同之处在于:中药药方为白芍药，陈皮，生地黄，黄柏，香附子，知母，当归，枳亮，白茯，甘草，该药方具有凝神静气的功效。可用于制备具有轻保健功能的香囊、枕类、坐垫等产品。
实施例2和实施例1的区别在于采用了不同中草药配方。事实上，中草药配方不影响后续的超临界萃取和发泡。制得的具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料的平均密度为0.2g/cm3。
实施例1采用的技术方案，广泛适合于各种中草药配方，这是本发明技术方案的一大优势，即适用广，可以根据市场需要，调整不同的中草药配方，以获得可以缓释不同中药成分和不同功能的高分子发泡材料。
实施例3：
与实施例1不同之处在于：超临界流体的压强为15MPa，温度为80℃制得的具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料的平均密度为0.08g/cm3。即与实施例1相比，通过提高超临界流体的压强，可以提高EVA复合材料的发泡倍率。
实施例4
与实施例1不同之处在于：超临界流体的压强为20MPa，制得的具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料的平均密度为0.068g/cm3。即与实施例1相比，通过提高超临界流体的压强，可以提高EVA复合材料的发泡倍率。
实施例5
与实施例1不同之处在于：超临界流体的压强为25MPa，温度为50℃，制得的具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料的平均密度为0.06g/cm3。即与实施例1相比，通过提高超临界流体的压强，可以提高EVA复合材料的发泡倍率。
实施例3～5与实施例1的区别在于采用了不同压强的超临界流体来进行发泡。超临界流体具有很强的溶解性、能很好的溶入可发泡聚合物中。通常情况下，超临界流体在聚合物中的溶解度与压强呈正比关系，因此可通过改变保压压来调控超临界流体在待发泡聚合物中的溶解度，从而获得不同密度的发泡高分子功能材料。
实施例6
与实施例1不同之处在于：待发泡聚合物为聚烯烃类弹性，选自POE、OBC、TPV、TPO中的任意一种。超临界流体为二氧化碳和空气超临界流体。制得的具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料的平均密度分别为0.176g/cm3、0.181g/cm3、0.25g/cm3、0.22g/cm3。
实施例7
与实施例1不同之处在于：待发泡聚合物为PP、PE、PS、PC、PVC、ABS、或PU材料中的任意一种。制得的具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料的平均密度分别为0.33g/cm3、0.21g/cm3、0.25g/cm3、0.25g/cm3、0.19g/cm3、0.28g/cm3、0.188g/cm3。
见图3为PP发泡材料的的显微结构图，壳层厚度大约为225μm，有少量气孔，未能形成泡孔；芯层的泡孔较为绵密、均匀，泡孔主要为闭孔结构。
实施例8
与实施例1不同之处在于：待发泡聚合物为TPU材料。制得的具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料的平均密度为0.13g/cm3。
所得见图2的TPU发泡材料的的显微结构图，可以看出来壳层为低孔隙率高密度层(如图2a所述)；内芯孔隙率低密度高，泡孔为闭孔结构(如图2b所述)。
实施例9
与实施例1不同之处在于：待发泡聚合物为苯乙烯类弹性体，选自TPE、TPR、SIS、SEPS等中的任意一种。制得的具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料的平均密度分别为0.11g/cm3、0.098g/cm3、0.07/cm3、0.12g/cm3。
实施例10
与实施例1不同之处在于：待发泡聚合物为EVA与橡胶的混合材料，按重量份其中EVA占60-80份，橡胶占20-40份；所述橡胶为硅胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯化丁腈橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、异戊橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶、三元乙丙橡胶、乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶中的任意一种。根据所采用的橡胶材料的不同，制得的具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料的平均密度在0.05～0.53g/cm3之间。
实施例6～10与实施例1的区别在于采用了不同的聚合物材料作为高分子功能材料的基础材料。
本发明技术方案的优势是采用超临界流体进行发泡，超临界流体具有很强的溶解性、能很好的溶入各种可发泡聚合物中，在聚合物体内形成高压流体，快速卸去外压后，聚合物体内的超临界流体迅速膨胀，获得各种可发性能聚合物发泡材料。由于不同聚合物对超临界流体的溶解度不同、热稳定和机械强度不同，因此在相同的发泡压力下可能获得不同密度的发泡材料。当然，通过调整温度和压强等参数，来获得所需密度的发泡材料。
将上述实施例制备得到的具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料的继续制备成50cm*70cm*3mm的片材。可用于制作瑜伽垫，地垫、坐垫等。
实施例11
S11，准备中草药方剂。按药方抓取人参、半夏、枣仁、茯神、当归、橘红、赤芍、五味子、甘草。
S12，制备待发泡物料。取SEBS 30份、EPDM 20份、EVA50份、抑菌防霉剂1份、交联剂0.5份，放入密炼机进行混炼均匀，然后采用双螺杆造粒，制得SEBS/EPDM/EVA复合材料粒子。
S13，超临界流体萃取：取预先准备的中草药方剂30g和待发泡SEBS/EPDM/EVA复合材料粒子200g，一同放入超临界反应釜中，并加入适量的水防止聚合物粒子间的粘结，然后通入氮气超临界流体，控制超临界流体压强为10MPa；调节反应釜内温度为35℃进行挥发性中药成分的萃取；
S14，超临界流体发泡：萃取完毕后将超临界反应釜内温度调整至84℃；保温保压至待超临界流体在待发泡SEBS/EPDM/EVA复合材料粒中溶解饱和，泄去反应釜中的压力，取出SEBS/EPDM/EVA发泡粒子，即为具有缓释挥发性中药成分的SEBS/EPDM/EVA功能材料粒子，发泡粒子平均密度约为0.075g/cm3。
在本实施例中，超临界流体首先会萃取各种中药中的中药成分，包括挥发性中药成分，然后一同溶解到待发泡聚合物材料中。
实施例12
与实施例11不同之处在于：中草药方剂采用艾草精油，用量为0.1g。密度同实施例11。
在本实施例中，超临界流体首先将艾草精油溶解在超临界流体中，然后一同融入到待发泡聚合物体内，聚合物发泡后，在体内的泡孔中填充油艾草精油。
实施例13
S21，准备中草药方剂。按药方抓取人参、半夏、枣仁、茯神、当归、橘红、赤芍、五味子、甘草，将这些中药草研磨成粉。
S22，制备待发泡物料。取EVA 90份、第一步制备的中药草粉10份、抑菌防霉剂1份、填充剂硅藻土10份、交联剂0.5份，放入密炼机进行混炼均匀，然后采用双螺杆造粒，制得EVA复合材料粒子。
S23，超临界流体萃取和发泡：取预先准备的EVA复合材料粒子200g放入超临界反应釜中，并加入适量的水防止聚合物粒子间的粘结，然后通入二氧化碳与氮气混合超临界流体。二氧化碳占比为70％，控制超临界流体压强为15MPa；待超临界流体在待发泡EVA复合材料粒中溶解饱和，泄去反应釜中的压力，取出EVA发泡粒子，即为具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料粒子，其平均密度约为0.05g/cm3。
在本实施例中，超临界流体首先融入到待发泡聚合物中，同时也融入到聚合物中的中草药粉体内，将中草药粉体内的中药成分萃取。当释放超临界反应釜中压力后，待发泡聚合物体内的超临界流体迅速膨胀，同时将萃取的中药成分填充在发泡材料的泡孔中。
由于加入具有一定孔隙率的填充剂硅藻土，硅藻土的孔隙可以作为超临界流体的存储空间，从而以增加超临界流体在待发泡聚合物中的溶解度，获得超低密度的发泡粒子。本发明技术方案的优点之一是可以通过添加填充剂来改变超临界流体在待发泡聚合物中的溶解量，获得所需的发泡密度。而发泡材料的密度不同，对应的发泡材料的泡孔孔壁的厚度就不同，从而直接导致泡孔内挥发性中药成分透过泡孔孔壁向空气中释放挥发性中药成分的速度不同。
将中草药粉用艾草粉代替后结果相同。
实施例14
与实施例12不同之处在于：将待发泡EVA复合材料制备成鞋底形状，经超临界发泡后制得发泡鞋材中底。用该中底制备运动鞋、凉鞋等，具有驱蚊效果。密度同实施例11。
实施例15
与实施例1至11不同之处在于:中药药方为艾草和薄荷，艾草和薄荷散发的挥发性中药成分具有抑菌驱蚊效果，因此可以用制备的具有驱蚊驱虫效果的发泡高分子功能材料。
上述实施例中制备得到的具有缓释挥发性中药成分的功能高分子发泡材料作为填充物质，可制备具有缓释中药成分的轻保健功能的抱枕，靠枕等枕头类产品，或香囊产品。
上述实施例12、实施例14、实施例15制备的聚合物发泡粒子作为抱枕的枕芯，制备具有驱蚊防虫功能的抱枕。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。