[發明專利]聚酯基納米復合材料及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 200810034174.4
• 申請日: 2008-03-03
• 公開（公告）號: CN101235190A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 朱美芳;孫賓;郭聰;辛國英;王煒;張瑜;陳彥模
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08K3/00;C08K5/00;D01F6/92;C09D167/02;D06M15/507;D06M11/00;D06M13/00
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司
• 代理人: 羅大忱

技術領域

本發明涉及一種聚酯基納米復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

聚合物往往具有良好的韌性、成膜性、絕緣性和可加工性等，而無機材料一般具有很好的剛性，高熱穩定性，因此這兩類材料的復合通常會表現出單一聚合物和無機材料不具備的獨特的性能，人們可以通過選擇不同的材料來制備性能優異的復合材料-聚合物/無機復合材料。而且，當無機粒子以納米尺度分散在聚合物基體中時，復合材料往往還能表現出獨特的機械、光電和光學性能等，這大大拓展了材料的應用領域，近年來成為科研和工業界研究的熱點。

目前有機-無機雜化材料的合成方法主要有溶膠-凝膠法、共混法、原位聚合法、分子自組裝及組裝法、輻射合成法及間層插入等。大約20年前，在無機氧化物領域得到廣泛產業化應用的溶膠-凝膠法開始被用于聚合物/無機化合物復合材料制備的研究，這大大拓展了人類按照需要設計和控制合成材料的能力和空間。

溶膠-凝膠法應用于聚合物/無機復合材料的制備有多種途徑：

MingnaXiong，etal.Sol-gel?derived?organic-inorganic?hybrid?from?trialkoxysilane-cappedacrylic?resin?and?titania：effects?of?preparation?conditions?on?the?structure?and?properties.Polymer?2004，45：8127-8138文獻報道了溶膠原位共混方法：Mingna?Xiong將用MPMS改性的丙烯酸聚合物與鈦溶膠機械混和后制備復合材料，該材料透明度較高，復合材料具有較好的機械性能；

Yongchun?Chen，et?al.Preparation?and?characterization?of?nanocompositepolyurethane.Journal?of?Colloid?and?Interface?Science?2004，279：370-378.文獻報道了溶膠原位聚合方法：武利民等把鈦溶膠引入到聚氨酯的合成體系中，合成了聚氨酯/鈦復合材料以及其相應的薄膜，發現體系中鈦溶膠的引入可以使其物理指標如粘度、模量、玻璃化轉變溫度、機械強度、硬度、抗紫外等有所提高；

陳艷，王新宇，高宗明，朱曉光，漆宗能等.聚酰亞胺/二氧化硅納米尺度復合材料的研究高分子學報，1997，1：73-78文獻報道了前驅體原位共混方法：陳艷等通過硅酸乙酯在聚酰亞胺的N，N-二甲基乙酰胺溶液中進行溶膠-凝膠反應，制得聚酰亞胺/SiO₂復合材料；

Mei-Hui?Tsai，et?al.Synthesis?and?characteristics?of?polyimide/titania?nano?hybrid?films.Thin?Solid?Films?2006，515：1126-1131.文獻報道了前驅體原位共混方法：Mei-Hui?Tsai等用類似方法制備的聚酰亞胺/鈦納米復合薄膜，具有較高的透明度和很好的彈性。

上述文獻報道的方法，前驅體原位共混方法需要采用體系外的水水解前驅體，聚合物中生成的納米材料受加工條件的影響較大；溶膠共混方法和溶膠原位聚合方法，均要預先把前驅體水解制備成溶膠，而且溶膠在貯存時易于發生進一步反應，使溶膠組分不均一或溶膠粒徑分布不均，這些均會對所制得的復合材料的性能產生不理影響，不利于所獲得的材料的推廣應用。而且上述文獻報道的方法，聚合物中原位生成的均為顆粒狀的無機化合物，限制了對聚合物基體性能改善的幅度。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是公開一種聚酯基納米復合材料及其制備方法和應用，以克服現有技術存在的上述缺陷。

本發明的方法包括如下步驟：

將前驅體與溶劑混合，然后將獲得的混合物加入二元羧酸和多元醇的混合物中，進行酯化反應，反應溫度為100-300℃，反應壓力為0-0.6Mpa，收集酯化反應過程中餾出的液體，當餾出液的摩爾數為二元羧酸的1.2-3.0倍時，在惰性氣體中進行縮聚反應，反應溫度為100～300℃，或者在30pa-0.1Mpa真空條件下進行縮聚反應，反應溫度為100～300℃，當聚酯基體的分子量達到500-100000時結束反應，得到聚酯基納米復合材料；

反應體系中原料的摩爾配比為：

0.5≤D≤2；D＝多元醇/二元羧酸；

前驅體的量為多元醇摩爾量的0.1～50％；