[發(fā)明專利]聚合物接枝改性的二氧化硅納米片及其制備方法和用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510080583.8
• 申請(qǐng)日: 2015-02-14
• 公開（公告）號(hào): CN104610574B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀愛華;姜秀波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C08K9/04
• 分類號(hào): C08K9/04;C08K9/06;C08K3/36;C09C1/28;C09C3/10
• 代理公司: 青島中天匯智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37241
• 代理人: 郝團(tuán)代

1.一種聚合物接枝改性的二氧化硅納米片，其特征在于，其單面接枝或雙面接枝，雙面可接枝同種聚合物或接枝不同種聚合物；

一種聚合物接枝改性的二氧化硅納米片制備方法，根據(jù)二氧化硅納米片接枝聚合物位置的不同，包括如下方式：

只在二氧化硅納米片的氨基表面接枝聚合物，其具體步驟如下：

(1)將二氧化硅納米片分散于烷烴溶劑無水甲苯中，加入硅烷偶聯(lián)劑，硅烷偶聯(lián)劑為甲基三甲氧基硅烷，其中二氧化硅納米片與硅烷偶聯(lián)劑重量比為1：4－20，在20℃－80℃溫度下反應(yīng)1-12h實(shí)現(xiàn)硅羥基封端；

(2)多次離心分離去除上層液體得到改進(jìn)的二氧化硅納米片；

(3)將步驟(1)改進(jìn)的二氧化硅納米片分散于烷烴試劑二氯甲烷中，其中納米片與烷烴試劑重量比為1:20-200，加入帶有易離去基團(tuán)的中間試劑和催化劑，中間試劑為溴乙酰溴或溴異丁酰溴，催化劑為三乙胺，其中改進(jìn)的二氧化硅納米片與中間試劑重量比為1：4－20，在冰水浴中反應(yīng)1-20h，多次離心分離后待用；

(4)將烷基鋰以及單體按照摩爾比1：100－10000加入到烷烴溶劑里，單體為異戊二烯或苯乙烯，烷基鋰為正丁基鋰，在10℃－60℃溫度下聚合10min-10h；

(5)利用真空抽去剩余的單體，再將步驟(3)的改進(jìn)二氧化硅納米片用干燥的烷烴溶劑環(huán)己烷分散，其中納米片與烷烴重量比為1:20-200，加入到陰離子聚合得到的聚合物體系中，反應(yīng)0.5-12h后加入乙醇終止反應(yīng)，離心得到只在氨基表面接枝聚合物的二氧化硅納米片；

只在二氧化硅納米片的硅羥基表面接枝聚合物，其具體步驟如下：

(1)將二氧化硅納米片分散于干燥的烷基溶劑甲苯中，其中納米片與烷烴重量比為1:20-200，向體系內(nèi)加入帶有易離去基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑改性硅羥基表面，硅烷偶聯(lián)劑為(4-(氯甲基)苯基)三氯硅烷，其中二氧化硅納米片與硅烷偶聯(lián)劑重量比為1：4－20，溫度10℃－80℃，反應(yīng)時(shí)間1-12h；

(2)離心去除過量的硅烷偶聯(lián)劑，得到改進(jìn)的二氧化硅納米片，隨后利用干燥的烷烴溶劑正己烷分散改進(jìn)的二氧化硅納米片，其中納米片與烷烴重量比為1:20-200；

(3)將烷基鋰以及單體按照摩爾比1：100－10000加入到烷烴溶劑正己烷里，單體為丁二烯、異戊二烯，烷基鋰為叔丁基鋰，在10℃－60℃溫度下聚合10min-10h；(4)將步驟(2)得到的改進(jìn)的二氧化硅納米片加入到步驟(3)中聚合物體系中，溫度10℃－80℃，反應(yīng)0.5-12小時(shí)后離心得到只在硅羥基表面接枝聚合物的二氧化硅納米片；

在二氧化硅納米片的氨基表面和硅羥基表面皆接枝聚合物，其具體步驟如下：

(1)將二氧化硅納米片分散于干燥的烷基溶劑甲苯中，其中納米片與烷烴重量比為1:20-200，向體系內(nèi)加入帶有易離去基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑改性硅羥基表面，硅烷偶聯(lián)劑為氯甲基三氯硅烷，其中二氧化硅納米片與硅烷偶聯(lián)劑重量比為1：4－20，溫度10℃－80℃，反應(yīng)時(shí)間1-12h；

(2)離心去除過量的硅烷偶聯(lián)劑，得到改進(jìn)的二氧化硅納米片，隨后利用干燥的烷烴溶劑石油醚分散改進(jìn)的二氧化硅納米片，其中納米片與烷烴重量比為1:20-200；

(3)將烷基鋰以及單體按照摩爾比1：100－10000加入到烷烴溶劑石油醚里，單體為丁二烯或苯乙烯，烷基鋰為正丁基鋰，在10℃－60℃溫度下聚合10min-10h；

(4)將步驟(2)得到的改進(jìn)的二氧化硅納米片加入到步驟(3)中聚合物體系中，溫度10℃－80℃，反應(yīng)0.5-12小時(shí)后離心得到只在硅羥基表面接枝聚合物的二氧化硅納米片；

(5)將步驟(4)改進(jìn)的二氧化硅納米片分散于烷烴試劑二氯甲烷中，其中納米片與烷烴重量比為1:20-200，加入帶有易離去基團(tuán)的中間試劑和催化劑，中間試劑為溴乙酰溴，催化劑為三乙胺，其中改進(jìn)的二氧化硅納米片與中間試劑重量比為1：4－20，在冰水浴中反應(yīng)1-20h，多次離心分離后待用；

(6)再將步驟(5)的改進(jìn)二氧化硅納米片用干燥的烷烴溶劑石油醚分散，其中納米片與烷烴重量比為1:20-200，加入到陰離子聚合得到的聚合物體系中，單體為丁二烯、異戊二烯或苯乙烯，反應(yīng)0.5-12h后加入乙醇終止反應(yīng)，離心得到表面均接枝聚合物的二氧化硅納米片；

對(duì)二氧化硅納米片的氨基表面和硅羥基表面聚合物可進(jìn)行氫化，其具體步驟如下：

(1)將二氧化硅納米片分散于干燥的烷基溶劑甲苯中，其中納米片與烷烴重量比為1:20-200，向體系內(nèi)加入帶有易離去基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑改性硅羥基表面，硅烷偶聯(lián)劑為氯甲基三氯硅烷，其中二氧化硅納米片與硅烷偶聯(lián)劑重量比為1：4－20，溫度10℃－80℃，反應(yīng)時(shí)間1-12h；

(2)離心去除過量的硅烷偶聯(lián)劑，得到改進(jìn)的二氧化硅納米片，隨后利用干燥的烷烴溶劑石油醚分散改進(jìn)的二氧化硅納米片，其中納米片與烷烴重量比為1:20-200；

(3)將烷基鋰以及單體按照摩爾比1：100－10000加入到烷烴溶劑石油醚里，單體為丁二烯或苯乙烯,烷基鋰為正丁基鋰,在10℃－60℃溫度下聚合10min-10h；

(4)將步驟(2)得到的改進(jìn)的二氧化硅納米片加入到步驟(3)中聚合物體系中，溫度10℃－80℃，反應(yīng)0.5-12小時(shí)后離心得到只在硅羥基表面接枝聚合物的二氧化硅納米片；

(5)將步驟(4)改進(jìn)的二氧化硅納米片分散于烷烴試劑二氯甲烷中，其中納米片與烷烴重量比為1:20-200，加入帶有易離去基團(tuán)的中間試劑和催化劑，中間試劑為溴乙酰溴，催化劑為三乙胺，其中改進(jìn)的二氧化硅納米片與中間試劑重量比為1：4－20，在冰水浴中反應(yīng)1-20h，多次離心分離后待用；

(6)再將步驟(5)的改進(jìn)二氧化硅納米片用干燥的烷烴溶劑石油醚分散，其中納米片與烷烴重量比為1:20-200，加入到陰離子聚合得到的聚合物體系中，單體為丁二烯、異戊二烯或苯乙烯,反應(yīng)0.5-12h后加入乙醇終止反應(yīng)，離心得到表面均接枝聚合物的二氧化硅納米片；

(7)對(duì)步驟(4)硅羥基表面接枝聚合物的二氧化硅納米片首先加入氫化試劑氫化，氫化試劑為氫氣、對(duì)甲苯磺酰肼,再進(jìn)行步驟(5)、(6)的接枝反應(yīng)，或者直接對(duì)步驟(6)最終得到的兩面均接枝聚合物的二氧化硅納米片加入氫化試劑氫化,氫化試劑為氫氣或?qū)妆交酋ｋ隆?/p>