[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)高韌熱固性樹脂基復(fù)合材料的制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710562687.1
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107163204B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒華維;陳洋;衡正光;梁梅
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F212/08;C08G77/445;C08G63/91;C08G63/695;C08L63/00;C08L53/00
• 代理公司: 成都高遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李高峽;張娟

本發(fā)明提供了一種高分子量嵌段共聚物PS?b?PCL?b?PDMS?b?PCL?b?PS及其改性環(huán)氧樹脂的方法，該嵌段共聚物PS?b?PCL?b?PDMS?b?PCL?b?PS具有如式Ⅰ所示的結(jié)構(gòu)：用該嵌段共聚物PS?b?PCL?b?PDMS?b?PCL?b?PS改性環(huán)氧樹脂時，環(huán)氧樹脂的拉伸強(qiáng)度會大幅提高，同時韌性和動態(tài)剛性也得到了提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高分子量嵌段共聚物PS-PCL-PDMS-PCL-PS改性環(huán)氧樹脂的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹脂作為一類重要的熱固性樹脂，由于其優(yōu)良的性能廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域。但高交聯(lián)度帶來的固有脆性及差的阻尼性能限制了其在高性能復(fù)合材料中的應(yīng)用。近年來，嵌段共聚物因其可以在選擇性溶劑中形成不同的形狀而廣受關(guān)注，在改性環(huán)氧樹脂方面也有研究，但很少有報道通過設(shè)計嵌段共聚物及其在環(huán)氧基體中的形態(tài)來獲得所需性能的研究。

殼核結(jié)構(gòu)是一種比較經(jīng)典的增韌環(huán)氧樹脂的方法。傳統(tǒng)的殼核結(jié)構(gòu)是通過乳液聚合反應(yīng)控制投料比來控制粒子的尺寸大小，一般選用橡膠態(tài)的柔性物質(zhì)為核，剛性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為殼，加入到環(huán)氧樹脂中可以有效的改善環(huán)氧樹脂的韌性，但其拉伸強(qiáng)度及模量會大大降低。

目前，衡正光等(Heng Z,Zeng Z,Zhang B,et al.Enhancing mechanicalperformance of epoxy thermosets via designing a block copolymer to self-organize into“core–shell”nanostructure[J].RSC Advances,2016,6(80):77030-77036.)人提供了一種低分子量的嵌段共聚物PS-PCL-PDMS-PCL-PS(SLDLS-S)及環(huán)氧復(fù)合材料的制備方法。在增韌環(huán)氧樹脂的同時提升了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度，但是效果并不明顯，有待進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過控制反應(yīng)時產(chǎn)物不同的投量比來制備高分子量的嵌段共聚物SLDLS(聚苯乙烯-聚己內(nèi)酯-聚二甲基硅氧烷-聚己內(nèi)酯-聚苯乙烯)，將其加入到環(huán)氧樹脂中不僅提高了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度，同時也提升了其韌性及動態(tài)剛性。

本發(fā)明提供了式Ⅰ所示的嵌段共聚物，

所述嵌段共聚物n為18～645，t為10～706，m為5～100，數(shù)均分子量為50000～150000g/mol。

優(yōu)選地，所述嵌段共聚物n為46～60，t為348～436，m為42，數(shù)均分子量為89162～104158g/mol。

優(yōu)選地，所述嵌段共聚物的分子量分布指數(shù)為1～2，優(yōu)選為1.23～1.52。

優(yōu)選地，它是由如下原料制備而成：端羥基聚二甲基硅油、己內(nèi)酯、2-溴異丁基酰溴、苯乙烯。進(jìn)一步優(yōu)選地，它是由如下原料制備而成：

1)由端羥基聚二甲基硅油和己內(nèi)酯生成PCL-b-PDMS-b-PCL，端羥基聚二甲基硅油和己內(nèi)酯的摩爾比為1.36:(140～237)；

2)PCL-b-PDMS-b-PCL與2-溴異丁基酰溴反應(yīng)，得Br-PCL-b-PDMS-b-PCL-Br，PCL-b-PDMS-b-PCL與2-溴異丁基酰溴的摩爾比為1：10；

3)Br-PCL-b-PDMS-b-PCL-Br與苯乙烯反應(yīng)，即得所述嵌段共聚物，Br-PCL-b-PDMS-b-PCL-Br與苯乙烯的摩爾比為0.7：(540～567)。

本發(fā)明還提供了一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，它是以前述的嵌段共聚物作為添加劑，加上環(huán)氧預(yù)聚體與固化劑，制備得到的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

優(yōu)選地，所述嵌段共聚物的添加量為環(huán)氧預(yù)聚體的1wt％～60wt％，優(yōu)選為5wt％～20wt％。