[发明专利]一种高透明度PMMA-PU梯度复合板的制备方法

说明书

本发明公开一种高透明度PMMA/PU梯度复合板的制备方法，属于复合材料领域。本发明包括以下步骤：（1）以脂肪族异氰酸酯和聚醚多元醇为原料，在不锈钢模具内制备聚氨酯（PU）预聚体；（2）将聚甲基丙烯酸甲酯的单体（MMA）、引发剂和交联剂混合均匀，加入PU预聚体模具内。通过模具的上压头对MMA单体溶液以及PU预聚体施加压力，使MMA单体溶液扩散渗透进入PU预聚体，形成组分梯度结构；3）采用梯次升温方式控制加热台温度，在模具底部与上压头之间建立温度梯度场，制备出高透明度PMMA/PU梯度复合板。本发明梯度复合板具有高透明度、高强度、抗冲击、热稳定等特性，在航空透明件以及防弹透明窗具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明涉及PMMA-PU梯度复合板的制备方法，特别是在压力和温度梯度场作用下高透明度PMMA-PU梯度复合板的制备方法，属于复合材料领域。

背景技术

聚合物梯度材料可以看作是无数个连续叠加的薄层组成，层间无明显的界面，每个薄层的组分、结构和物理化学性能从一侧到另一侧逐渐过渡，呈现梯度分布。聚合物梯度材料通常是由两种聚合物组成的复合材料，第一种聚合物(主体)在第二种聚合物(客体)的单体中溶涨，在达到平衡态之前单体溶胀结束，再聚合形成客体网络，这种复合材料的组分、结构呈现连续梯度变化，其物理化学性能也与单一聚合物或传统方法制备的聚合物复合材料有显著差异。聚合物梯度材料按照材料组成可分为共聚物型、填充复合型、共混型和互穿网络型梯度材料，其制备方法多种多样(高分子梯度材料研究进展[J],功能材料，2015；46:49-55)，在吸声吸波材料、光学功能材料、生物医学材料、阻尼材料等领域有十分广阔的应用前景。

Choe等采用离心浇注法制备出双梯度结构的碳纤维/环氧树脂梯度材料(Polymercomposites with dual gradient structures[J]，Macromolecule Symposium,1997；118:389-393)，碳纤维富集于环状试样外壁，同时苯基缩水甘油醚作为稀释剂，离心过程中富集于外侧，使得环状试样内壁交联密度最大，这种双梯度结构复合材料拉伸强度是均匀复合材料的两倍。李治等研究了聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯酸(PAA)高分子共混物水溶液中各组分在电场诱导条件下沿电场方向的浓度梯度分布情况，结果表明，PAA^n-向电场正极迁移，PVA向负极迁移，形成浓度梯度分布，随时间延长，组分梯度逐渐增大，待水全部电解和蒸发，即可得到组分连续变化的高聚物共混型梯度材料(电场条件下高分子共混物组分浓度梯度化的研究[J]，高等学校化学学报，2001；22(10):1764-1766；发明专利ZL01136038.0)。戴亚辉等利用温度梯度场对聚苯乙烯PS和导电高分子聚苯胺PANI共混溶液进行干燥，在索雷特效应的驱使下，PS和PANI分别向内部和基板偏析，形成了上下两表面分别具有高导电性和高绝缘性且其导电性和绝缘性都从表面向内部成梯度分布的复合功能材料(导电性ボリマを使った倾斜构造ブレンド膜の自己组织化成形とその物性[J],高分子学会予稿集，2001；50(10):2291-2292)。