[發明專利]有機聚合物與介孔分子篩形成的復合材料及其界面結構和制備方法

無效

• 申請號: 200610039823.0
• 申請日: 2006-04-24
• 公開（公告）號: CN101062958A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 吳剛;吳彤;劉擁華;孫培育
• 申請（專利權）人: 東麗纖維研究所（中國）有限公司
• 主分類號: C08F2/44
• 分類號: C08F2/44;C08F112/08;C08F120/14;C08K5/521;C08K3/34;C08G69/14;C08G63/181;C08G65/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 夏平;劉成群

技術領域

本發明涉及一種有機聚合物改性復合材料及其制備方法，特別涉及一種有機聚合物與介孔分子篩形成的復合材料(以下稱“聚合物/介孔分子篩復合材料”)及其界面結構和制備方法。

背景技術

有機聚合物廣泛應用于電子電器、汽車、家庭日用品中的模塑制品，包裝材料、薄膜、建材等領域。但耐熱性能和力學性能較差等缺點在一定程度上影響其應用。

目前采用無機物對聚合物進行增強改性的聚合物基納米復合材料的研究為數很多，但由于普通無機納米粒子間的自聚集作用十分顯著，使得現有的共混技術難以實現無機粒子納米尺度的分散和均勻共混。另外目前所添加的納米粒子一般為內部無孔隙的材料，其與聚合物的結合僅能依靠表面的粘結作用，而無機粒子與有機樹脂間極性的不同會導致其間較差的相容性。這些都影響了無機納米粒子增強聚合物樹脂實際達到的效果。

分子篩是一種重要且價廉的無機化工原料。長期以來，孔徑小于2nm的微孔分子篩被廣泛應用于載體、吸附劑、分離材料和阻隔材料等領域。但由于其孔徑極其微小，在涉及大尺寸分子的化學過程中存在一定的局限性。1992年美日科學家成功合成了介孔分子篩(Mesoporous?Molecular?Sieve，MMS)，其孔徑介于2～50nm，從而使得體積較大的有機分子進入孔內、進而發生化學反應成為可能。由于介孔分子篩具有規則有序的納米孔道，孔徑分布窄并可調節，比表面積高達1000m²/g，因此這類材料為大尺寸分子反應，尤其是石油化工中的大尺寸分子進行擇形催化反應提供了有利的空間和有效的活性中心，展示了其在油渣催化、重油加氫、烷基化、烯烴聚合等催化領域和石油化工的分離過程中可能具有的廣闊應用前景。

但利用介孔分子篩與聚合物體系相關聯的研究國內外報道目前尚不多見。Bein等在Science，1994，264：1757和Chem.Mater.，1998，10：1814中分別報道了苯胺、丙烯腈在MMS孔道內進行的聚合反應，結果表明單體在孔道內發生了聚合，生成了納米尺寸的線狀導電體；Aida等在Science，1999，285：2113中利用MMS孔道合成了線型聚乙烯納米纖維；何靜、閏明濤、Moller等在Chem.Mater.，2003，15：3894和Polymer，2005，46：5308以及Chem.Mater.，1999，11：665分別開展了在MMS納米孔道內合成聚醋酸乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯的聚合反應研究，結果表明在納米孔內形成了聚合物；Frisch等在J.Polym.Sci.Part?A：Polym.Chem.，1996，34：1823中報道了苯乙烯在微孔分子篩Zeolite、MMS孔道內進行的聚合反應，研究表明在小孔道內聚合，孔內的聚苯乙烯玻璃化轉變溫度消失。這些研究說明在介孔材料內能夠進行聚合反應并形成充填在納米孔道內部的聚合物；但這些聚合反應多局限于分子篩的孔道內，關于聚合物/介孔分子篩復合材料的研究、特別是關于無機介孔粒子與有機聚合物間界面結構的研究尚未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種通過增強無機粒子與聚合物樹脂的界面結合，熱性能、力學性能得到改善的聚合物/介孔分子篩復合材料。

本發明的另一個目的是提供上述復合材料的特殊界面結構。

本發明還有一個目的是提供上述復合材料的制備方法。