[發明專利]一種聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110890783.5
• 申請日: 2021-08-04
• 公開（公告）號: CN113773504B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 姜彥;陳娟;張洪文
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C08G77/442
• 分類號: C08G77/442;C08J7/04;C08L83/04;C08L83/10;C08L67/02
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 李楠

本發明屬于聚硅氧烷復合材料領域，具體涉及聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物及其制備方法和應用，制備方法包括：用聚乙烯醇鈉引發劑開環八甲基環四硅氧烷，得到以碳為主鏈，線性聚硅氧烷為側鏈的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物。本發明的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物可用于降低PET膜的霧度，本發明的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物還可用于硅橡膠共混，以調節硅橡膠拉伸強度和柔韌性的聚硅氧烷復合材料，從而拓寬了聚硅氧烷在增透降霧和調節硅橡膠性能方面的應用與研究。

技術領域

本發明屬于聚硅氧烷復合材料領域，具體涉及一種聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物及其制備方法和應用。

背景技術

聚硅氧烷主鏈是由重復的Si-O鍵組成，硅原子連接著有機基團的聚合物。因為聚硅氧烷擁有無毒、良好的生物相容性、較好的熱穩定性、良好的耐低溫性、低表面張力和表面能、柔韌性好和高彈性等優點，在應變傳感器、涂層、生物設備等先進材料都有著廣泛的應用價值。而聚硅氧烷生膠雖然也存在一定的應用特性，但也存在不少缺點，如強度低、彈性小和成品狀態不穩定等，所以需要對其進行固化加工拓寬其應用范圍。聚硅氧烷固化后，因為原料、主要性能和固化成型工藝的不同，使其能廣泛應用于模具、建筑行業、電子行業、和汽車、船舶及航空等領域。

發明內容

本發明公開了一種聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物、聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物的制備方法及其應用，通過聚乙烯醇與聚硅氧烷鏈段產生的相分離區域與聚硅氧烷自身良好的透光性能達到增加透光率的目的，又因為聚硅氧烷自身的流動性和吸附性讓聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物均勻貼合于薄膜表面出現降低霧度的效果，使得本發明的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物在增透降霧方面有進一步的研究；通過接枝聚合物自身結構的作用，達到調節硅橡膠延伸率的目的，改善其韌性，拓寬了本發明的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物在調節硅橡膠應用性能方面的研究。

為了實現本發明目的，所采用的技術方案為：

一種聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物，結構式如下：

式中x、y及z均大于0。

上述的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物的制備方法，其反應方程式如下：

進一步的，聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物的制備方法，包括如下步驟：

(1)大分子引發劑的制備：將聚乙烯醇(PVA)在二甲基亞砜(DMSO)溶液中充分攪拌直至混合均勻，加入金屬鈉，保持溫度在35±10℃下充分攪拌反應(反應時間優選2h)，即得大分子引發劑(PVA-ONa)溶液；

更進一步的，其中聚乙烯醇型號為1788、0588和0388；所述聚乙烯醇中羥基與金屬鈉的摩爾比為1.03:1。通過改變聚乙烯醇的型號和單體用量，得到不同分子量帶反應性硅羥基的聚合物。其中優選0388型，因為聚乙烯醇分子量的調整，影響側鏈接枝上聚硅氧烷數量的多少，聚硅氧烷鏈段是疏水性的，因此通過接枝共聚物的接觸角變化，大致可以判斷哪種型號的聚乙烯醇能夠更好的接枝上聚硅氧烷，通過試驗結果可知，0388型聚乙烯醇能更好的接枝上聚硅氧烷，原因是其鏈段較短與單體D4的碰撞概率更大，因此能接枝上更多的聚硅氧烷。

(2)聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物的制備：將步驟(1)中制備得到的大分子引發劑加入八甲基環四硅氧烷(D4)中，保持溫度在60±20℃下反應4±2h后用鹽酸終止反應，得粗產物，然后洗滌并真空烘干后，即得所述聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物；

其中聚乙烯醇鈉大分子引發劑溶液與八甲基環四硅氧烷的體積比為0.5～2：1，其中聚乙烯醇大分子引發劑溶液中聚乙烯醇大分子引發劑的質量分數為1％。

更進一步的，所述洗滌是指使用無水乙醇洗滌粗產物。

上述聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物的應用，用于涂覆改性PET薄膜。