[发明专利]一种高阻隔性RGO-SiO2

说明书

本发明公开了一种高阻隔性RGO‑SiO₂/PET保护膜的制备方法，以氧化石墨烯、铝粉、四甲氧基硅烷、对苯二甲酸、乙二醇、三氧化二锑、磷酸铵为原料，采用四甲氧基硅烷原位生长在氧化石墨烯表面，然后用铝粉对其进行还原，与乙二醇结合成氧化石墨烯负载二氧化硅/乙二醇配合物，再与对苯二甲酸原位聚合得到高阻隔性RGO‑SiO₂/PET改性母粒，再与PET树脂混合制得高阻隔性RGO‑SiO₂/PET保护膜，本发明方法制得的保护膜具有优异的阻隔性能，避免空气中的氧气和水蒸气进入保护膜内侧，避免所需要保护的物品因发生氧化而变质，可以在包装、食品保鲜等领域成为性能更优异的替代品。

技术领域

本发明属于高分子复合材料合成技术领域，具体涉及一种高阻隔性RGO-SiO₂/PET保护膜及其制备方法。

背景技术

高分子材料因其良好的性能已广泛应用于各种领域，在日常生活中，人们为了提高产品的保质期，延长产品的货架寿命，保护产品不受外界环境的影响，常常要使用具有高阻隔性的材料，高阻隔性通常是指对气液渗透物具有高阻隔作用的材料，即防止氧的侵入以免商品氧化变质；防止水或水蒸气的渗透以免商品受潮变霉；防止香气、香味和二氧化碳外逸，以免商品变味和变质等。而高分子类高阻隔性材料由于质量轻、柔性好、易弯折、透明以及价格低廉而越来越受到人们的青睐。具有高阻隔性的高分子材料拓宽了材料的选用范围，使传统包装材料逐渐完成了从高消耗、高质量向轻便、耐腐蚀、低成本、易降解和环保的转变。

聚对苯二甲酸乙二醇酯简称PET，由对苯二甲酸与乙二醇先合成对苯二甲酸双羟乙酯，然后再进行缩聚反应制得，属于结晶型饱和树脂，表面平滑有光泽。PET由于化学结构对称，分子链平面性较好，分子链堆砌紧密，容易结晶取向，这些特点使其具有优异的阻隔性能。它具有优异的物理性能、化学性能及尺寸稳定性、透明性、可回收性，可广泛的应用于磁记录、感光材料、电子、电气绝缘、工业用膜、包装装饰、屏幕保护、光学级镜面表面保护等领域。

石墨烯是由碳原子构成的具有单原子层厚度的二维晶体，由于其独特的二维共轭结构，石墨烯展现出了许多突出的物理化学性质，包括巨大的比表面积、高长径比和较小的孔径。许多研究已经表明，将石墨烯均匀的分散到高分子材料中可以大大提高其阻隔性，获得更广泛适用范围的材料。当大规模应用时，石墨烯在加入高分子材料中容易发生团聚，无法均匀分散，另外现行条件下石墨烯无法大规模进行生产，为此，本发明采用石墨烯的衍生物氧化石墨烯作为改性剂。氧化石墨烯表面有较多的有机官能团，可以与高分子材料的官能团进行反应而更好的分散在高分子材料中从而提升其阻隔性能。但氧化石墨烯在溶剂中的分散性差容易团聚，将氧化石墨烯在合成过程中作为改性剂添加就必须对氧化石墨烯进行表面改性。在现有研究中，将氧化石墨烯与PET进行熔融共混来提高性能有着上升阈值，而且往往需要大量的氧化石墨烯，这不仅提高了成本而且还限制了大规模的工业应用。

SiOx沉积薄膜材料具有透明可视、能适用于微波加热等优点，是研究、应用较多的一种蒸镀阻隔材料。由于生成的SiOx薄膜具有致密均匀的薄膜结构，且与基体间存在较强的附着力，从而使整个复合材料表现出较好的阻隔性能。同时，将二氧化硅作为无机填料添加至聚合物内改性聚合物，也是一种提高聚合物阻隔性的有效方法，因为三维二氧化硅能与不饱和有机物发生反应，使二氧化硅溶于聚合物，生成有机聚合物-纳米二氧化硅，从而提高有机聚合物的阻隔性能和韧性，使其具有极佳的阻隔性能和对挥发性降解物质的阻隔性能。