[发明专利]一种双组份高分子共混材料的制备方法

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种双组份高分子共混材料的制备方法，适用于多种刚性和柔性高分子的溶液共混材料的制备，属于共混材料的制备领域。

(二)背景技术：

近年来，高分子共混材料无论是在工业生产上还是在科学研究上都受到了广泛的关注。共混改性法不仅简便易行，无需预处理，可降低原材料成本，而且通过结合高聚物的不同性质，可消除单一聚合物的性能弱点，获得综合性能优异的高分子材料。

本发明所选用的刚性结构高分子为芳纶，包括芳纶I(聚对苯甲酰胺)、芳纶II(聚对苯二甲酰对苯二胺；聚间苯二甲酰间苯二胺)、芳纶III(PPTA与聚酰胺苯并咪唑的嵌段共聚物)，具高强度、高模量和耐高温等优点，但难溶难熔，共混不易形成均相体系，在制备共混材料过程中需使用浓硫酸作溶剂，对设备和生产工艺要求极高，加工性较差。为弥补上述缺陷，填补空白，我们采用单体预混-合成共混法制备双组份高分子共混材料，即先将刚性高分子的单体与柔性高分子共混，然后再提供聚合条件，促进刚性高分子聚合，柔性高分子会在聚合过程中调整自身的形状和构象来实现两种高分子的分子级共混。该方法操作简便，条件温和，具有创新意义和研究价值，且有利于工业应用。

所选用的柔性高分子为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、醋酸纤维素(CA)、聚丙烯腈(PAN)等可溶性好的柔性链高分子。

(三)发明内容：

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是提供一种双组份高分子共混材料的制备方法。该方法采用单体预混-合成共混法来制备双组份高分子共混材料，在温和的制备条件下将难溶难熔的芳纶与另一高分子以任意比共混，均可得到完全相容体系的共混材料，对设备条件无特殊要求，有利于工业化应用等特点。

本发明采取下述技术方案：

双组份高分子共混材料重量百分比配方为：

刚性高分子：0.1-18％

柔性高分子：0.1-18％

助溶剂：2-6％

非质子极性溶剂：58-97.8％

所述刚性结构高分子为芳纶I(聚对苯甲酰胺)，芳纶II(聚对苯二甲酰对苯二胺；聚间苯二甲酰间苯二胺)，芳纶III中的一种；所述的柔性高分子为聚偏氟乙烯(PVDF)，聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚氯乙烯(PVC)，醋酸纤维素(CA)，聚丙烯腈(PAN)中的一种；助溶剂为氯化钙(CaCl₂)，氯化锂(LiCl)中的一种；非质子极性溶剂为二甲基甲酰胺(DMF)，N-甲基吡咯烷酮(NMP)，二甲基乙酰胺(DMAc)，二甲基亚砜(DMSO)，六甲基磷酰三胺(HMPA)，四氢呋喃(THF)中的一种或两种混合。

双组份高分子共混材料的制备方法：

在非质子有机溶剂中加入2～6wt％助溶剂，在氮气保护下升温至60～80℃，活化助溶剂，按比例加入刚性高分子的单体与柔性高分子均匀混合。提供聚合条件，充分搅拌2～6h，使刚性高分子单体聚合，得到共混产物。

本发明提出的双组份高分子共混材料的制备方法是单体预混-合成共混法，具有创新意义和研究价值，且操作简便易行，成功的将难溶难熔的刚性高分子芳纶与柔性聚合物共混，为开发具有差别化，功能化及特殊意义的高性能双组份高分子共混材料提供了前期实验基础。

(四)附图说明：

附图1是纯PVDF和PVDF/PPTA高分子共混材料的DSC曲线图，该图反应了刚柔高分子共混的相容性，其吸收峰为玻璃化转变温度(Tg)，PVDF/PPTA高分子共混材料与纯PVDF展现出相似的熔融行为，均出现一个熔融宽峰，这说明PPTA和PVDF共混后具有良好的相容性。PPTA是刚性高分子，具有较高的Tg，所以随着PPTA含量的增加，熔融峰值逐渐升高(由159.2℃升至165.4℃)，混合物起始熔融温度均比纯PVDF的高，说明PVDF/PPTA高分子共混材料具有更好的热稳定性。