一種具有微納分層結構的樹枝狀高分子復合材料以及制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子復合材料領域，具體涉及一種利用納米球形樹枝狀高分子制備的具有微納米分層結構的多元聚合物復合材料以及制備方法。
【背景技術】
[0002]分層結構聚合物材料由于具有可調(diào)的微納多尺度結構、特有的形貌變化和多功能等特點，可廣泛應用于生物醫(yī)用材料、面向能源的光電轉換材料、催化分離材料和納米、生物技術而備受各國研究者的廣泛關注。
[0003]目前，分層結構材料的組成主要涉及無機、有機高分子/無機和多元聚合物復合體系。在具有分層結構的多元聚合物復合材料的制備中，其主要制備方法是利用嵌段共聚物模板在聚合物基質(zhì)相形成過程中的微相分離，構建微納米相分層結構聚合物材料。其制備材料中的納米相疇尺度、形貌結構受到嵌段共聚物的化學組成和不同嵌段鏈結構的限制，導致其制備工藝繁瑣，微納相疇尺寸的調(diào)控手段單一，難以高效獲得納米相結構大面積連續(xù)分布的分層結構聚合物材料。
[0004]通過高代數(shù)聚酰胺-胺樹枝狀高分子的分子修飾，紫外光誘導快速原位聚合制備方法在有分層結構的樹枝狀的功能性聚合物材料的合成制備領域中具有普適性和實用性，可為設計、高效快速制備具有微納分層結構的功能性聚合物材料提供了一條新途徑，開辟有微納分層結構的功能性聚合物材料的制備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的缺陷和不足，提出一種具有微納分層結構的樹枝狀高分子復合材料以及制備方法。
[0006]本發(fā)明采用的技術方案如下:
一種具有微納分層結構的樹枝狀高分子復合材料，其特征在于，包括以下重量份組分:甲基丙烯酸羥乙酯65-75、聚甲基丙烯酸甲酯7-9、6G代-樹枝狀聚酰胺-胺6-8、(2，4，6_三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦0.2-0.5、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.5-0.7。
[0007]—種具有微納分層結構的樹枝狀高分子復合材料，其特征在于:所述的聚甲基丙稀酸甲酯的數(shù)均分子量為10萬，分子量分布指數(shù)為1.5。
[0008]—種具有微納分層結構的樹枝狀高分子復合材料制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)聚甲基丙烯酸甲酯和6G代-樹枝狀聚酰胺-胺聚合物溶于甲基丙烯酸羥乙酯單體中，在惰性氣體保護下攪拌10-20min，然后將(2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦和二甲基丙烯酸乙二醇酯加入，在25-35 °C室溫條件下，繼續(xù)攪拌0.5h，獲得分散均勻的聚合物單體混合前驅(qū)液備用；
(2)將步驟(1)得到的聚合物單體混合前驅(qū)液緩慢流延加入幾何尺寸為30X20X0.1mm的凹型聚四氟乙烯模具中，并整體置于具有隔離自然光和通氮裝置的密閉反應容器中，在氮氣保護，25-35 °C室溫條件下，采用光強度為0.01-0.15 mw/cm2，波長365nm的紫外光福照聚合物單體混合溶液0.5-1.5h，經(jīng)光聚合交聯(lián)反應，獲得具有微納分層結構的樹枝狀高分子復合材料。
[0009]本發(fā)明根據(jù)樹枝狀高分子特有的納米球形拓撲結構，以及其與可發(fā)生微米相分離的二元聚合物基質(zhì)中某一組分的相容性，設計合適的多元聚合物單體共混溶液。在室溫條件下，通過紫外光輻射誘導多組分聚合物單體混合溶液原位聚合，反應誘致二元基質(zhì)聚合物組分間的微米級相分離和納米球形高分子定向分布在一基質(zhì)組分相中的納米級微相分離，形成微納米多尺度相，獲得具有微納米分層結構的樹枝狀聚合物材料。
[0010]本發(fā)明采用納米球形聚合物單體溶液，通過特定波長的紫外輻照，一步制備并獲得具有微納米分層結構的聚合物材料，具有創(chuàng)新，并沒有相關或者相應文獻報道。同時，本發(fā)明采用的制備方法反應條件溫和，工藝簡單易行，操作方便，易于控制，其優(yōu)點具體體現(xiàn)如下:
(1)采用此法制備具有微納米分層結構的樹枝狀聚合物材料，原料易得，反應條件溫和，工藝簡單易行，操作方便，反應易于控制。
[0011](2)采用此法制備具有微納米分層結構的樹枝狀聚合物材料，可高效獲得微納相結構大面積連續(xù)、均勻分布的高質(zhì)量分層結構樹枝狀聚合物復合材料。
[0012](3)通過制備工藝參數(shù)和聚合物單體共混溶液組成的調(diào)控，能有效調(diào)整微納相結構的形態(tài)、尺寸及其分布。
[0013](4)通過納米球形樹枝狀高分子的進一步分子修飾，可為高效快速制備具有微納分層結構的功能性聚合物材料提供普適性的新途徑。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明復合材料的雙光子激光共聚焦掃描顯微鏡掃描圖；
圖2是本發(fā)明復合材料的雙光子激光共聚焦掃描顯微鏡高倍率掃描圖。
【具體實施方式】
實施例
[0015]—種具有微納分層結構的樹枝狀高分子復合材料，其特征在于，包括以下重量份組分:甲基丙烯酸羥乙酯65-75、聚甲基丙烯酸甲酯7-9、6G代-樹枝狀聚酰胺-胺6-8、(2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦0.2-0.5、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.5-0.7。
[0016]—種具有微納分層結構的樹枝狀高分子復合材料，其特征在于:所述的聚甲基丙稀酸甲酯的數(shù)均分子量為10萬，分子量分布指數(shù)為1.5。
[0017]—種具有微納分層結構的樹枝狀高分子復合材料制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)聚甲基丙烯酸甲酯和6G代-樹枝狀聚酰胺-胺聚合物溶于甲基丙烯酸羥乙酯單體中，在惰性氣體保護下攪拌10-20min，然后將(2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦和二甲基丙烯酸乙二醇酯加入，在25-35 °C室溫條件下，繼續(xù)攪拌0.5h，獲得分散均勻的聚合物單體混合前驅(qū)液備用；
(2)將步驟(1)得到的聚合物單體混合前驅(qū)液緩慢流延加入幾何尺寸為30X20X0.1mm的凹型聚四氟乙烯模具中，并整體置于具有隔離自然光和通氮裝置的密閉反應容器中，在氮氣保護，25-35 °C室溫條件下，采用光強度為0.01-0.15 mw/cm2，波長365nm的紫外光福照聚合物單體混合溶液0.5-1.5h，經(jīng)光聚合交聯(lián)反應，獲得具有微納分層結構的樹枝狀高分子復合材料。
[0018]本發(fā)明根據(jù)樹枝狀高分子特有的納米球形拓撲結構，以及其與可發(fā)生微米相分離的二元聚合物基質(zhì)中某一組分的相容性，設計合適的多元聚合物單體共混溶液。在室溫條件下，通過紫外光輻射誘導多組分聚合物單體混合溶液原位聚合，反應誘致二元基質(zhì)聚合物組分間的微米級相分離和納米球形高分子定向分布在一基質(zhì)組分相中的納米級微相分離，形成微納米多尺度相，獲得具有微納米分層結構的樹枝狀聚合物材料。
[0019]采用雙光子激光共聚焦掃描顯微鏡710 (檢測深度100 μ m，分辨率0.16 μ m，z軸精度< 25nm，放大倍數(shù)10X20)掃描測試本發(fā)明的聚合物材料，結果如圖1所示，可以觀察到微納分層結構樹枝狀高分子復合膜材料中二元基質(zhì)組分相呈現(xiàn)微米級的雙連續(xù)相疇結構；進一步采用放大倍數(shù)為10X 100(檢測深度100 μ m，分辨率0.16 μπι，Ζ軸精度< 25nm)的高放大掃描倍數(shù)進行掃描觀察，實驗結果如圖2所示，從圖中能看到球形高分子定向分布在雙連續(xù)相的其中一相中，并產(chǎn)生了納米級的微觀相分離，形成納米相疇。表明應用該制備方法獲得了具有微納米多尺度分層結構的樹枝狀高分子復合材料。
【主權項】
1.一種具有微納分層結構的樹枝狀高分子復合材料，其特征在于，包括以下重量份組分:甲基丙烯酸羥乙酯65-75、聚甲基丙烯酸甲酯7-9、6G代-聚酰胺-胺樹枝狀大分子6-8、(2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦0.2-0.5、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.5-0.7。2.如權利要求1所述的一種具有微納分層結構的樹枝狀高分子復合材料，其特征在于:所述的聚甲基丙烯酸甲酯數(shù)均分子量為10萬，分子量分布指數(shù)為1.5。3.如權利要求1-2任一項所述的一種具有微納分層結構的樹枝狀高分子復合材料制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)聚甲基丙烯酸甲酯和6G代-樹枝狀聚酰胺-胺聚合物溶于甲基丙烯酸羥乙酯單體中，在惰性氣體保護下攪拌10-20min，然后將(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦和二甲基丙烯酸乙二醇酯加入，在25-35 °C室溫條件下，繼續(xù)攪拌0.5h，獲得分散均勻的聚合物單體混合前驅(qū)液備用； (2)將步驟(1)得到的聚合物單體混合前驅(qū)液緩慢流延加入幾何尺寸為30X20X0.1mm的凹型聚四氟乙烯模具中，并整體置于具有隔離自然光和通氮裝置的密閉反應容器中，在氮氣保護，25-35 °C室溫條件下，采用光強度為0.01-0.15 mw/cm2，波長365nm的紫外光福照聚合物單體混合溶液0.5-1.5h，經(jīng)光聚合交聯(lián)反應，獲得具有微納分層結構的樹枝狀高分子復合材料。
【專利摘要】本發(fā)明屬于聚合物材料領域，具體公開一種利用納米球形樹枝狀高分子制備的具有微納米分層結構的多元聚合物復合材料以及制備方法。本發(fā)明在室溫條件下，利用納米球形樹枝狀高分子，通過紫外光輻射誘導多組分聚合物單體混合溶液原位聚合與交聯(lián)，簡單、高效制備微納分層結構大面積連續(xù)、均勻分布的樹枝狀聚合物共混材料?？朔爽F(xiàn)有技術中難以高效獲得納米相結構大面積連續(xù)分布的分層結構聚合物材料的技術難題。
【IPC分類】C08F291/06, C08F220/28, C08F291/12, C08F222/14, C08F2/48
【公開號】CN105254826
【申請?zhí)枴緾N201510752957
【發(fā)明人】李蕤, 肖厚榮, 陳群, 張敏, 李玉暉
【申請人】合肥學院
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月4日