[發(fā)明專利]聚甲基丙烯酸甲酯-馬來酸脂肪醇酯鈉鹽-銀納米復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710764712.4
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN109422846B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭俊萍;陳雨;丁永
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F222/16;C08F2/26;C08K3/08;C08L33/12
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發(fā)明提供聚甲基丙烯酸甲酯?馬來酸脂肪醇酯鈉鹽?銀納米復(fù)合材料及其制備方法，以PMMA和馬來酸脂肪醇酯鈉鹽為共聚單體，馬來酸脂肪醇酯鈉鹽作為乳化劑，加入引發(fā)劑，制備預(yù)乳化液；以馬來酸脂肪醇酯鈉鹽為分散劑，將納米Ag預(yù)分散于水溶液中，向上述分散液中加入PMMA，形成乳液聚合體系；將上述乳液聚合體系升溫至引發(fā)溫度后，加入引發(fā)劑，在聚合反應(yīng)過程中，將步驟1制備的預(yù)乳化液逐步滴加入乳液聚合體系中，充分反應(yīng)，得到聚甲基丙烯酸甲酯?馬來酸脂肪醇酯鈉鹽?銀共聚物乳液。在共聚物乳液和共聚物微球粉末中，銀均為納米級分散，分散狀態(tài)均勻且穩(wěn)定，解決了聚甲基丙烯酸甲酯?銀復(fù)合材料中納米粒子的嚴(yán)重團(tuán)聚問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說涉及一種聚甲基丙烯酸甲酯-馬來酸脂肪醇酯鈉鹽-銀納米復(fù)合材料及其制備方法，以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為基材，通過陰離子單體馬來酸十二醇酯鈉鹽(MAMS)通過靜電相互作用和空間位阻相互作用分散和穩(wěn)定銀納米粒子，制備高分散的PMMA基納米復(fù)合材料。

背景技術(shù)

聚合物基納米復(fù)合材料是指以聚合物為基體，分散相尺寸至少在一維方向上小于100nm的復(fù)合材料。聚合物基納米復(fù)合材料綜合了聚合物與納米材料的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了性能上的優(yōu)化互補(bǔ)，有著廣闊的研究與應(yīng)用前景。然而，由于納米粒子粒徑小、比表面積大、表面能大、表面作用強(qiáng)，導(dǎo)致其易團(tuán)聚，分散性差。目前已報(bào)道的納米粒子表面改性方法，大多操作復(fù)雜，步驟繁瑣，給聚合物基納米復(fù)合材料的制備帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為基材，采用乳液聚合的方法制備PMMA基納米復(fù)合材料，目的是用一種簡單、高效、環(huán)保的方法將Ag納米粒子分散于聚合物基體中，制備高分散納米復(fù)合材料。本發(fā)明開環(huán)反應(yīng)合成陰離子單體馬來酸十二醇酯鈉鹽(MAMS)。該陰離子單體既能作為分散劑，實(shí)現(xiàn)納米粒子在水相和聚合物相中的均勻分散，又能作為可聚合乳化劑，參與乳液聚合過程。一方面，陰離子單體通過靜電相互作用和空間位阻相互作用分散和穩(wěn)定納米粒子，該分散過程在水中進(jìn)行，操作簡單，無需對納米粒子進(jìn)行復(fù)雜冗長的接枝改性即可實(shí)現(xiàn)納米級別的分散效果；另一方面，陰離子單體作為可聚合乳化劑，可在聚合反應(yīng)后期參與反應(yīng)，避免了向體系中引入新的成分，乳液反應(yīng)后無需破乳即可獲得穩(wěn)定的聚合微球乳液，是一種綠色環(huán)保的新型乳化劑。該方法可以用于制備高分散的聚甲基丙烯酸甲酯-馬來酸十二醇酯鈉鹽-銀(P(MMA-co-MAMS)/Ag)納米復(fù)合材料。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

聚甲基丙烯酸甲酯-馬來酸脂肪醇酯鈉鹽-銀納米復(fù)合材料及其制備方法，按照下述步驟進(jìn)行：

步驟1，以甲基丙烯酸甲酯和馬來酸脂肪醇酯鈉鹽為共聚單體，馬來酸脂肪醇酯鈉鹽同時(shí)作為乳化劑，加入引發(fā)劑，制備預(yù)乳化液，其中，油相由甲基丙烯酸甲酯和馬來酸脂肪醇酯鈉鹽組成，水相由水和引發(fā)劑組成；

步驟2，以馬來酸脂肪醇酯鈉鹽為分散劑，將納米銀預(yù)分散于水溶液中，得到納米銀粒子分散液后，向上述分散液中加入甲基丙烯酸甲酯，形成乳液聚合體系，其中，油相由甲基丙烯酸甲酯和馬來酸脂肪醇酯鈉鹽組成，水相由水和納米銀組成；

步驟3，將上述乳液聚合體系升溫至引發(fā)劑的引發(fā)溫度后，加入引發(fā)劑以引發(fā)聚合，在聚合反應(yīng)過程中，將步驟1制備的預(yù)乳化液逐步滴加入乳液聚合體系中，充分反應(yīng)，得到聚甲基丙烯酸甲酯-馬來酸脂肪醇酯鈉鹽-銀共聚物乳液。

在步驟1中，水相與油相的質(zhì)量比為(4-8):1，優(yōu)選為5:1，甲基丙烯酸甲酯單體的用量為油相質(zhì)量的90.0-99.9wt％，優(yōu)選為92-95wt％，馬來酸脂肪醇酯鈉鹽的用量為油相質(zhì)量的0.1-10.0wt％，優(yōu)選為5-8wt％，引發(fā)劑的用量為兩種單體質(zhì)量和的0.1-1.0wt％，優(yōu)選為0.2-0.5wt％。