[发明专利]油溶性碳量子点、聚合物OCDs@PMMA、其制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种油溶性碳量子点(OCDs)、OCDs@PMMA、其制备方法及其应用。该油溶性碳量子点的粒径为：1‑10 nm，其表面不饱和碳键的含有为：20%‑50%。通过该方法合成的油溶性碳量子点具有良好的分散性和发光性能，可以作为PMMA的抗老化探针，而且利用油溶性碳量子点与PMMA原位聚合获得的复合材料具有卓越的光学透明性(透过率高达85%以上)，并将PMMA的抗紫外光老化性能提升了10倍以上，这不仅解决了现有技术中存在的碳量子点在全固态照明中的应用，而且还解决了PMMA因为老化性能较差而不能得到广泛应用的难题。

技术领域

本发明涉及一种油溶性碳量子点(OCDs)、OCDs@PMMA、其制备方法及其应用。

背景技术

高分子复合材料能弥补聚合物的某些物理或化学缺陷，在实际生活中得以广泛应用。它的常规合成路径是添加高浓度的填充改性剂以发掘其潜在性能。最近，有报道称可以通过添加较低浓度的填充剂，例如在聚合时采用新型纳米结构填料，尤其是碳纳米材料类，例如富勒烯，碳纳米管，石墨烯和纳米金刚石，使所制备的聚合物相比于原始聚合物在抗氧化，热稳定性和导电性方面更具优势。老化现象普遍存在于各种聚合物中，且在实际应用中被公认为是一种有害因素。因此，人们进行了许多减缓聚合物老化的研究。例如，克劳斯等合成了一种包含9个PDMs和富勒烯单元的化合物。还有许多研究也取得了显著成效，但实现碳纳米管在聚合物基质中的均匀分布仍然是制备所有高分子复合材料的迫切任务。特别是对于光学聚合物而言，不均匀的团聚可能导致该复合材料具有较差的光学透过率。因此，发展能减少不均匀团聚的高分子复合材料或新方法就变得迫在眉睫。碳量子点，作为一种新兴的具有超小尺寸的碳系材料现已飞速发展起来。大多数关于碳量子点的报道，本质上是表面修饰或掺杂的亲脂基团。人们通过自上而下或者自下而上的方法合成具有预期尺寸、形貌和物理化学性能的碳量子点。然而一般的报道仅围绕其合成进行，并未进一步开发其在其他方面的应用，尤其是在减缓聚合物老化方面的应用。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种油溶性碳量子点(OCDs)，该油溶性碳量子点(OCDs)采用了一种简单的一步法，可以合成含有大量不饱和碳键从而减少团聚的油溶性碳量子点(OCDs)。

本发明的目的之二在于提供通过物理结合和共价键合成得到的具有透明荧光性的聚合物OCDs@PMMA。

本发明的目的之三在于提供该聚合物OCDs@PMMA的制备方法。

本发明的目的之四在于提供该聚合物作为一种有效的纳米级添加剂在增强PMMA复合材料抗紫外线老化的能力中的应用。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种油溶性碳量子点，其特征在于该油溶性碳量子点的粒径为：1-10nm，其表面不饱和碳键的含量为：20％-50％。

一种聚合物OCDs@PMMA，由聚甲基丙烯酸甲酯和上述的油溶性碳量子点原位聚合而成，其特征在于所述的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和油溶性碳量子点(OCDs)的质量比为：20:1-60:1；该聚合物是一种无规共聚物，大分子链上碳点和甲基丙烯酸价值的结构单元呈无规则排列。

一种制备上述的聚合物OCDs@PMMA的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

(a)将甲基丙烯酸甲酯和十二胺、十八胺或者其他含氨基的长链表面活性剂溶于甲苯或其他非极性溶剂中，密封条件下进行水热反应，水热反应温度范围为140～260℃，反应时间为2～10小时；经水和乙醇洗涤，离心分离，取有机层，经甲醇透析分离，最终得到油溶性碳量子点；所述的甲基丙烯酸甲酯与十二胺、十八胺或者其他含氨基的长链表面活性剂的摩尔比为4:1-2:3。