[发明专利]一种低摩擦聚苯乙烯薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开一种低摩擦聚苯乙烯薄膜及其制备方法；该低摩擦聚苯乙烯薄膜由3～5g低摩擦聚苯乙烯嵌段共聚物溶于正辛烷形成；本发明通过在聚苯乙烯分子链上嵌段咪唑啉聚合物，使聚苯乙烯材料摩擦性能降低，且咪唑啉衍生物以共价键的形式与聚苯乙烯结合，克服咪唑啉衍生物与聚合物相容性差和咪唑啉衍生物易流失问题，赋予聚苯乙烯良好的耐磨性能。

技术领域

本发明属高分子材料领域，具体涉及一种低摩擦聚苯乙烯薄膜及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯(Polystyrene，缩写PS)是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物，化学式是(C8H8)n。它是一种无色透明的热塑性塑料，具有高于100℃的玻璃转化温度，因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器，以及一次性泡沫饭盒等。

聚苯乙烯(PS)包括普通聚苯乙烯，发泡聚苯乙烯(EPS)，高抗冲聚苯乙烯(HIPS)及间规聚苯乙烯(SPS)；普通聚苯乙烯树脂为无毒，无臭，无色的透明颗粒，似玻璃状脆性材料，其制品具有极高的透明度，透光率可达90％以上，电绝缘性能好，易着色，加工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好等；普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐热性差及不耐沸水等；基于此，本发明提出一种低摩擦聚苯乙烯薄膜及其制备方法。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种低摩擦聚苯乙烯薄膜及其制备方法，通过在聚苯乙烯分子链上嵌段咪唑啉聚合物，使聚苯乙烯材料摩擦性能降低，且咪唑啉衍生物以共价键的形式与聚苯乙烯结合，克服咪唑啉衍生物与聚合物相容性差和咪唑啉衍生物易流失问题，赋予聚苯乙烯良好的耐磨性能。

本发明的目的在于提供一种低摩擦聚苯乙烯薄膜。

本发明的另一目在于是提供上述低摩擦聚苯乙烯薄膜的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

低摩擦聚苯乙烯薄膜的制备方法如下：

将3～5g低摩擦聚苯乙烯嵌段共聚物置于5mL容量瓶中，加入正辛烷至刻度，加热至240℃使聚合物完全溶解，然后使用旋涂仪将聚合物溶液旋涂在干净的玻璃基底上；最后将低摩擦聚苯乙烯薄膜放在真空烘箱中抽真空干燥并回收挥发出来的溶剂，得到低摩擦聚苯乙烯薄膜。

所述低摩擦聚苯乙烯嵌段共聚物，其结构式如下式(I)所示：

式中，n的取值为50～100，m的取值为10～50。

上述低摩擦聚苯乙烯嵌段共聚物的制备方法如下：

(1)聚苯乙烯大分子链转移剂的制备。

以四氢呋喃为溶剂，RAFT试剂4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸与SOCl₂进行酰氯化反应，得到4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酰氯，再以甲苯为溶剂、吡啶为缚酸剂、单末端羟基聚苯乙烯与4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酰氯进行酯化反应，得到聚苯乙烯大分子转移剂。

其中，所述单末端羟基聚苯乙烯、4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸与SOCl₂的摩尔比为1:5:10。

(2)低摩擦聚苯乙烯嵌段共聚物的制备。

以二氧六环为溶剂、咪唑啉衍生物为单体、聚苯乙烯大分子链转移剂为链转移剂、偶氮二异丁腈为引发剂，在无水无氧、氮气保护条件下70～80℃反应2～8小时，得到低摩擦聚苯乙烯嵌段共聚物。

其中，所述咪唑啉衍生物具有如下所示结构：

其中，所述聚苯乙烯大分子链转移剂、偶氮二异丁腈与咪唑啉衍生物的摩尔比为1:10:1000。