[發明專利]超臨界二氧化碳聚合制備改性芳綸漿粕/PMMA復合材料的方法

在審

• 申請號: 202011208289.8
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112521705A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 孔海娟;李彪;杜雪;徐前;姜飛燕;曾娟;郝鈺;孫曉玲;宋吉銀;余木火;于治水;張培磊
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: C08L33/12
• 分類號: C08L33/12;C08L77/10;D06M14/16;C08J5/04
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發明涉及一種超臨界二氧化碳聚合制備改性芳綸漿粕/PMMA復合材料的方法，先利用超臨界CO₂攜帶作用將MMA及其對應的引發劑滲透在芳綸漿粕中后引發MMA聚合得到改性芳綸漿粕，再將改性芳綸漿粕與PMMA復合制得復合材料；復合材料的拉伸強度為47.83～63.52MPa，斷裂伸長率為3.5～6.8％，彎曲強度為56.8～62.4MPa。本發明采用超臨界CO₂、MMA和引發劑對芳綸漿粕進行改性，可以實現芳綸漿粕在PMMA中很好的分散，提高在PMMA中的含量，有利于提高PMMA的強度和耐磨性能等，同時該方法采用了綠色環保的超臨界流體技術改性，不會引入有毒溶劑，適用于牙齒基托材料要求。

技術領域

本發明屬于復合材料技術領域，涉及一種超臨界二氧化碳聚合制備改性芳綸漿粕/PMMA復合材料的方法。

背景技術

PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)具有機械強度高、輕質及易加工等優點使其應用空間非常廣闊，可以用作普通汽車的風擋以及飛機座艙蓋風擋和弦窗，此外，在屏幕、儀器防護罩、儀表外殼以及光學鏡片等方面也有應用。同時因為其本身具有色澤可調、美學性能良好、生物相容性良好等特點，現已成為口腔科學領域最常用的生物醫學材料之一。但PMMA義齒基托存在硬度低、易磨損、易斷裂等問題，因此，PMMA義齒基托材料的改性與研究就顯得尤為重要。

對PMMA的增強改性可采用無機納米材料、玻璃纖維、碳纖維材料等，但其生產成本高，且制備過程不夠綠色環保。

專利CN201110425364.0公開了一種聚甲基丙烯酸甲酯-二氧化硅復合義齒基托材料及其制備方法和應用，其采用偶聯劑對SiO₂表面進行修飾，最終與單體進行原位懸浮聚合得到增強的復合材料，改善了納米SiO₂粒子與集體的界面相容性，提高了聚合物基體的各項性能，但復合材料的制備過程繁多，成本較高；

專利CN201611140051.X公開了一種聚甲基丙烯酸甲酯增強復合材料及其制備方法，其采用玄武巖纖維進行改性處理，在偶聯劑的作用下與PMMA進行偶聯、復合，從而得到相容性較好、性能優異的復合材料，但過程中需要使用到多種化學試劑，不夠環保。

芳綸纖維可作為一種有機填料，這為制備高性能義齒基托材料提供了一條新途徑。芳綸漿粕是芳綸纖維經過表面微纖化而制得的一種新型合成纖維，表面含有大量呈毛絨狀的超細微纖，具有比表面積大、尺寸穩定性好、密度低、強度高、耐高溫和耐腐蝕性能好等優點，因而在復合材料增強領域具有廣泛的應用，但芳綸漿粕由于表面原纖彼此纏結，容易聚結，用于PMMA基體材料時不易分散，需要進行表面處理或改性。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中存在的問題，提供一種超臨界二氧化碳聚合制備改性芳綸漿粕/PMMA復合材料的方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種超臨界二氧化碳聚合制備改性芳綸漿粕/PMMA復合材料的方法，先利用超臨界CO₂攜帶作用將MMA(甲基丙烯酸甲酯)及其對應的引發劑滲透在比表面積較大的芳綸漿粕中后引發MMA聚合得到改性芳綸漿粕，再將改性芳綸漿粕與PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)復合制得復合材料；復合材料中漿粕的分散性和相容性得到提高，因而復合材料的力學性能優良，復合材料樣品經萬能試機進行拉伸性能、彎曲性能測試，復合材料的拉伸強度為47.83～63.52MPa，斷裂伸長率為3.5～6.8％，彎曲強度為56.8～62.4MPa；拉伸性能的測試方法為：利用萬能試驗機對所得的復合材料非標準樣片進行拉伸測試，試樣尺寸：50mm×7mm×2mm，拉伸速率2mm/min；彎曲性能的測試方法為：利用萬能試驗機對所得的復合材料彎曲試樣進行加載，直至試樣斷裂，試樣尺寸：60mm×10mm×3.3mm，測試支點跨距為50mm，加載速度為5mm/min。