[發明專利]一種GO@Py-PMMA-b-PDMS復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210505065.6
• 申請日: 2022-05-10
• 公開（公告）號: CN115044156A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 宋仕強;張翠芬;李情蘭;王錦成;江振林;朱敏
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: C08L53/00
• 分類號: C08L53/00;C08K3/04;B82Y30/00;C08F293/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發明涉及一種納米復合材料，具體涉及一種GO@Py?PMMA?b?PDMS復合材料及其制備方法，包括如下步驟：S1：將1?芘甲醇和2?溴?2?甲基丙酰溴混合，反應得到Py?Br；S2：將Py?Br與MMA、PMDETA、CuBr₂和Sn(EH)₂混合并在惰性氛圍下發生聚合反應，得到Py?PMMA?Br；S3：將Py?PMMA?Br與PMDETA、CuBr₂和Sn(EH)₂混合，聚合反應得到Py?PMMA?b?PDMS；S4：將Py?PMMA?b?PDMS與GO通過共混法制備得到GO@Py?PMMA?b?PDMS復合材料。與現有技術相比，本發明通過非共價功能化增強了聚甲基丙烯酸甲酯的性能。

技術領域

本發明涉及一種納米復合材料，具體涉及一種GO@Py-PMMA-b-PDMS復合材料及其制備方法。

背景技術

氧化石墨烯(GO)作為石墨烯的衍生物因其優異的力學性能、阻隔性和電學性能等特性，在材料改性領域引起了廣泛關注，其豐富的表面官能團和高縱橫比使其特別適合于聚合物的增強，增強效率取決于其分散性以及與聚合物之間的界面作用。為了促進氧化石墨烯更好的分散，利用超聲波和高剪切混合直接進行物理分布，或對氧化石墨烯表面進行化學功能化以提高其與聚合物的相容性。氧化石墨烯的化學功能化包括共價和非共價鍵合，可進一步增強氧化石墨烯與各種聚合物之間的界面相互作用，并提高增強效率。然而，共價鍵不可避免地會破壞氧化石墨烯碳片上擴展的π-π共軛結構，使sp²碳雜化轉化為sp³碳。

π-π相互作用是最吸引人的非共價相互作用之一，從某種意義上說，π系統的帶負電和擴散的電子云在石墨烯納米片和有機分子之間表現出有吸引力的相互作用。芘一般有很強的親和力通過π-π堆積朝向石墨的基面。水溶性芘衍生物1-芘丁酸和丁酸丁二酰芘酯(PBSA)被報道可用于穩定石墨烯薄片，石墨烯與PBSA之間的π-π相互作用對石墨烯薄膜在可見光區的光學吸附影響很小，除了芘功能化，氧化石墨烯可以被聚苯胺和聚苯乙烯(PS)等共軛和芳香族聚合物非共價功能化。石墨烯納米片是非共價的，用磺化聚苯胺改性，生成水溶性復合材料。一步改性石墨烯納米片，制備出石墨烯分散均勻的導電石墨烯/PS納米復合材料。因此，利用石墨烯薄片的π-π相互作用的非共價方法為石墨烯和GO的修飾提供了一種簡便而非破壞性的方法。

石墨烯的一個重要的應用方向就是石墨烯/聚合物復合材料，但是二維石墨烯由于片層間存在較強的π-π相互作用和范德華力所以在聚合物基體中容易團聚而造成分散不均勻的現象，嚴重影響了石墨烯/聚合物復合材料的各項性能和發展；另一方面，大規模生產石墨烯非常困難且昂貴，技術不夠成熟，由于石墨烯具有良好的導熱性能，但其本身并不穩定，盡管通過使用CVD方法可以生產大量的石墨烯，但是無法在有氧環境中穩定存在是石墨烯巨大的缺點。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題至少其一而提供一種 GO@Py-PMMA-b-PDMS復合材料及其制備方法，合成了一種以芘為末端基團的 PMMA和PDMS組成的嵌段共聚物，芘部分通過π-π堆積與氧化石墨烯相互作用，形成Py-PMMA-b-PDMS嵌段共聚物嵌段共聚物，以促進GO顆粒在PMMA基體中分散，通過非共價功能化增強了聚甲基丙烯酸甲酯的性能。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

本發明第一方面公開了一種GO@Py-PMMA-b-PDMS復合材料的制備方法，包括如下步驟：

S1：將1-芘甲醇和2-溴-2-甲基丙酰溴混合，反應得到Py-Br；

S2：將步驟S1反應得到的Py-Br與MMA、PMDETA、CuBr₂和Sn(EH)₂混合并在惰性氛圍下發生聚合反應，得到Py-PMMA-Br；