[發明專利]靜電自組裝多層膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201110185719.3
• 申請日: 2011-07-04
• 公開（公告）號: CN102391531A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 高龍成;高敏;殷鵬剛
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08J3/28;C08J3/24;C08L25/06;C08K3/34
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技術領域

本發明涉及無機-有機復合材料中的一種含重氮基聚電解質與蒙脫土納米離子通過靜電相互作用形成高納米粒子含量的復合物及其制備方法。

背景技術

靜電吸附自組裝技術是一種新穎而又成熟、簡便的制備納米薄膜材料的技術，已被廣泛用來制備各種功能薄膜材料。兩種帶相反電荷的聚合物、納米離子都可以通過靜電吸附作用相互吸引，通過在這兩種帶相反電荷的聚合物溶液中交替浸泡，就可以得到逐層生長的自組裝多層膜。這種制備薄膜的方法操作簡單，成膜效率高，膜內部結構具有一定的規整性，厚度可控并可在各種柔性表面組裝，所以是一種高效低成本的技術平臺。

蒙脫土具有良好的分散性能，可以廣泛應用高分子材料行業作為納米聚合物高分子材料的添加劑，提高抗沖擊、抗疲勞、尺寸穩定性等，從而起到增強聚合物綜合物理性能的作用，同時改善物料加工性能。同時，蒙脫土是一種層間含有可交換陽離子的粘土，在大量的水存在下，蒙脫土晶層被水分子包圍，晶層穩定懸浮分散于水中，形成膠體溶液。當加入陽離子型的聚合物，與帶負電的蒙脫土晶層可以產生靜電吸附作用。專利200610124485.0和200910010950.1公開了一種殼聚糖季銨鹽與蒙脫土制備納米材料的方法。專利200810222210.X公開了聚磷酸銨與蒙脫土制備納米復合材料的方法，得到的材料具有很好的阻燃性。專利200910023236.6公開了含雙烯丙基季銨鹽改性蒙脫土的制備方法，既由于其陽離子性，可以進行插層反應，又由于其含有非共軛雙烯鍵，可以在蒙脫土層間發生環化聚合，生成含有五元環狀的聚合物。

重氮鹽在有機、高分子合成中有廣泛的應用。重氮鹽在熱或光的條件下能夠發生分解，分解產生自由基，能夠發生分子間的反應，得到內部交聯的材料，有利于提高材料的力學性能。近年來，含有重氮鹽基團的聚合物被用來制備交聯的自組裝多層膜。

利用蒙脫土與高分子重氮鹽之間的靜電相互作用得到聚合物復合膜，在紫外光的照射下發生交聯反應，使膜與膜之間的作用力變為共價鍵結合，提高膜的穩定性和力學性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是在于需要提供一種利用蒙脫土和重氮鹽各自的優異性能制備輕質高強材料，提供一種操作簡單，結構可控的自組裝方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種可交聯聚電解質與層狀無機納米粒子的靜電自組裝多層膜及其制備方法。

可交聯聚電解質與層狀無機納米粒子的靜電自組裝多層膜包括：聚電解質與無機納米粒子的交聯結構，其通過以含有重氮基團的聚電解質與片層結構的無機納米粒子，在水相中通過靜電復合的方式得到多層膜，通過光照射和/或加熱的方式使膜交聯。

可交聯聚電解質與層狀無機納米粒子的靜電自組裝多層膜的制備方法通過以含有重氮基團的聚電解質與片層結構的無機納米粒子，在水相中通過靜電復合的方式得到多層膜，通過光照射和/或加熱的方式使膜交聯。

本發明公開了一種可交聯聚電解質與層狀無機納米粒子的靜電自組裝多層膜及其制備方法，所制備的材料性能優異，制備操作簡單，結構可控。

附圖說明

圖1為本發明實施例1中所得聚合物電解質與蒙脫土復合物紫外光照射后的SEM。

圖2為本發明實施例2中所得聚合物電解質與蒙脫土復合物紫外光照射后的SEM。

具體實施方式

以下將結合附圖及實施例來詳細說明本發明的實施方式，借此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現過程能充分理解并據以實施。

可交聯聚電解質與層狀無機納米粒子的靜電自組裝多層膜的制備方法，其特征是以含有重氮基團的聚電解質與片層結構的無機納米粒子，在水相中通過靜電復合的方式得到多層膜，通過光照射和/或加熱的方式使膜交聯。

所述的含重氮基的均聚物聚電解質是重氮基取代的聚苯乙烯，聚甲基-苯乙烯，通過高分子反應：硝化、還原、重氮化得到。

所述的含重氮基的共聚物聚電解質是含重氮基取得苯基的嵌段共聚物、無規共聚物。如將ABS，SBS，通過高分子反應：硝化、還原、重氮化得到。

所述的含重氮基的共混物聚電解質是將上述聚電解質一種或兩種以上同時應用，也可與其他非重氮基聚電解質，如殼聚糖，聚乙烯亞胺同時應用。

所述的層狀納米離子可以是任意帶負電的片層結構的無機納米粒子，優選帶負電的蒙脫土。

所述的含重氮基的聚電解質溶解在去離子水、去離子水與有機溶劑(如丙酮、四氫呋喃、DMF等)的混合溶劑中。