[发明专利]一种聚合物刷改性的聚碳酸亚丙酯复合膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚合物刷改性的聚碳酸亚丙酯复合膜及其制备方法，该方法包括以下步骤：以纳米SiO₂为内核，以聚甲基丙烯酸甲酯外刷制备聚合物刷；先将聚碳酸亚丙酯溶于有机溶剂中，然后加入聚合物刷，混合体系搅拌一定时间后置于聚四氟乙烯模具中，经干燥后得到聚合物刷改性的聚碳酸亚丙酯复合膜。本发明制备的复合膜热学性能和力学性能均有明显提升，且改性填料的分散性较好。

技术领域

本发明属于高分子材料研发技术领域，具体地说，涉及一种聚合物刷改性的聚碳酸亚丙酯复合膜及其制备方法。

背景技术

聚碳酸亚丙酯(PPC)是一种由二氧化碳和环氧丙烷共聚而成的脂肪族聚碳酸酯，其对二氧化碳的固定特性与可生物降解性使聚碳酸亚丙酯(PPC)成为了环境友好高分子材料的研究热点之一。然而，PPC的柔性脂肪族主链结构导致其玻璃化温度低、力学性能较差，但上述缺陷可通过将PPC与可降解高分子材料、非可降解高分子材料、天然高分子或无机填料进行共混改性得到显著改善。在各种改性材料中，无机填料价格低廉、原料来源广泛，因此，采用无机填料与PPC进行共混改性是一种经济而有效的PPC性能提升方法。

常用于PPC共混改性的无机填料包括CaCO₃、SiO₂、ZnO等，但采用无机填料进行PPC共混改性均存在同一问题，即共混体系中的改性无机填料超过一定含量时，无机填料与有机基体PPC之间的相分离会影响PPC力学性能的进一步提升。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述的问题，提供了一种聚合物刷改性的聚碳酸亚丙酯复合膜及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种聚合物刷改性的聚碳酸亚丙酯复合膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、以纳米SiO₂为内核，以聚甲基丙烯酸甲酯外刷制备聚合物刷；

步骤2、先将聚碳酸亚丙酯溶于有机溶剂中，然后加入聚合物刷；混合体系搅拌后置于聚四氟乙烯模具中，室温干燥，然后真空干燥，制备得到聚合物刷改性的聚碳酸亚丙酯复合膜。

可选地，所述步骤1中的以纳米SiO₂为内核，以聚甲基丙烯酸甲酯外刷制备聚合物刷具体为：

步骤1.1、将纳米SiO₂分散至有机溶剂中，随后加入偶氮引发剂，在室温下搅拌，随后将固体产物离心洗涤，经真空干燥后得到表面负载了偶氮引发剂的纳米SiO₂；

步骤1.2、将上述负载偶氮引发剂的纳米SiO₂以及甲基丙烯酸甲酯单体加入有机溶剂中，混合体系在氮气氛围中反应；产物经透析后进行冷冻干燥，所得固体产物即为聚合物刷。

可选地，所述步骤1.1中的有机溶剂为甲苯、二甲苯或乙腈中的一种；所述步骤1.1中的偶氮引发剂为4,4'-偶氮二[(4-氰基戊酰氧)丙基二甲基氯硅烷]；所述步骤1.2中的有机溶剂为二甲基甲酰胺、甲苯或乙酸乙酯中的一种；所述纳米SiO₂粒径为30～120nm，聚甲基丙烯酸甲酯分子量为36800～153500g/mol。

可选地，所述步骤1.1中的纳米SiO₂与有机溶剂的质量体积比(g/ml)为0.6～1.2：80～120；偶氮引发剂与纳米SiO₂的摩尔比为1:100-5:100；所述步骤1.1中的搅拌时间为12～24h。

可选地，所述步骤1.2中的甲基丙烯酸甲酯单体与纳米SiO₂的质量比为4～10：0.6～1.2；甲基丙烯酸甲酯单体与有机溶剂的质量体积比(g/ml)为4～10：15～30。

可选地，所述步骤1.2中的氮气氛围中反应温度为40～60℃，氮气氛围中反应时间为4～8h。