一种含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜的制备方法，包括：盐酸多巴胺在tris缓冲溶液中聚合反应，得到聚多巴胺纳米粒子；将聚多巴胺纳米粒子采用溴引发剂进行表面修饰，得到溴化的聚多巴胺纳米粒子；将溴化的聚多巴胺纳米粒子与有机紫外线吸收剂作用下接枝反应，得到改性聚多巴胺纳米粒子；将改性聚多巴胺纳米粒子与聚偏氟乙烯混合，成膜，得到含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜。采用经溴引发剂改性聚多巴胺接枝有机紫外线吸收剂，得到改性聚多巴胺纳米粒子实现了紫外线吸收粒子与有机紫外线吸收剂的协同；将改性聚多巴胺粒子与聚偏氟乙烯混合制备的复合膜能有效的屏蔽紫外线，紫外线透过率低，紫外线吸收良好。

A Polyvinylidene Fluoride Composite Film Containing Modified Polydopamine Nanoparticles and Its Preparation Method

The invention provides a preparation method of polyvinylidene fluoride composite film containing modified polydopamine nanoparticles, including: polydopamine hydrochloride is polymerized in Tris buffer solution to obtain polydopamine nanoparticles; polydopamine nanoparticles are surface modified with bromine initiator to obtain brominated polydopamine nanoparticles; and brominated polydopamine nanoparticles and organic materials are prepared. Modified polydopamine nanoparticles were obtained by grafting reaction with ultraviolet absorber, and polyvinylidene fluoride composite films containing modified polydopamine nanoparticles were prepared by mixing modified polydopamine nanoparticles with polyvinylidene fluoride. Modified polydopamine nanoparticles were synergized with organic ultraviolet absorbers by grafting polydopamine with organic ultraviolet absorbers via bromine initiator. The composite film prepared by mixing modified polydopamine particles with polyvinylidene fluoride can effectively shield ultraviolet radiation with low ultraviolet transmittance and good ultraviolet absorption.

【技术实现步骤摘要】
一种含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜及其制备方法
本专利技术涉及材料
，尤其是涉及一种含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜及其制备方法。
技术介绍
聚偏氟乙烯作为一种重要的含氟聚合物，广泛应用于电子、汽车、能源、航空、化学工业等多种领域，具有优异的耐候性、耐化学品性、加工性、抗疲劳性以及优良的电学、光学性能，同时还具有优良的热稳定性和机械强度，通常作为材料保护层使用。但是聚偏氟乙烯膜对紫外线有很高的透过性，当其作为飞艇、装饰、包装等复合材料外侧保护层使用时不能实现对紫外光敏感材料的保护。因此，具有紫外线吸收性能的薄膜有很大应用市场，同时制备具有紫外线吸收功能的聚偏氟乙烯膜具有重要的意义。多巴胺是海洋生物贻贝足腺细胞所分泌的贻贝吸附蛋白的主要成分，其能够发生氧化聚合，可在室温潮湿的环境下在有机及无机材料、惰性金属、金属氧化物、高分子材料、半导体以及陶瓷灯基材表面形成一层具有超强附着力的聚多巴胺复合层。因此，提供一种可以有效屏蔽紫外线的复合膜是非常必要的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜的制备方法，本专利技术制备的含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜紫外线屏蔽性能好。本专利技术提供了一种含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜的制备方法，包括：A)盐酸多巴胺在tris缓冲溶液中聚合反应，得到聚多巴胺纳米粒子；B)将聚多巴胺纳米粒子采用溴引发剂进行表面修饰，得到溴化的聚多巴胺纳米粒子；C)将溴化的聚多巴胺纳米粒子与有机紫外线吸收剂作用下接枝反应，得到改性聚多巴胺纳米粒子；D)将改性聚多巴胺纳米粒子与聚偏氟乙烯混合，成膜，得到含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜。优选的，所述tris缓冲溶液的浓度为5～50mM；所述tris缓冲溶液的pH值为7.5～9.5；所述盐酸多巴胺的浓度为0.2～2.5g/L。优选的，步骤A)所述聚合反应的时间为5～70h；聚合温度为25～70℃。优选的，步骤B)所述溴引发剂为2-溴异丁酰溴；所述聚多巴胺纳米粒子与溴引发剂的质量比为1:(0.1～1.5)。优选的，步骤B)所述表面修饰具体为：在惰性气体存在下，0℃温度下反应5～24h。优选的，步骤C)所述溴化的聚多巴胺纳米粒子与有机紫外线吸收剂的质量比为1:(0.2～2)。优选的，步骤C)所述接枝反应在惰性气体存在下进行；所述反应温度为30～70℃；接枝时间为3～20h。优选的，所述有机紫外线吸收剂选自二苯甲酮类和苯并三唑类中的一种或几种；所述二苯甲酮类包括2-羟基-4-丙烯酰氧乙氧基二苯甲酮、2-丙烯酸-2-(4-苯甲酰-3-羟基苯氧基)乙基酯和2-羟基-4(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)苯甲酮中的一种或多种；所述苯并三唑类包括2(2-羟基-4-烯丙基苯基)5-氯-2H-苯并三唑、[2-(2-羟基-4-丙烯酰氧基苯基)苯并三唑]、2-[2-羟基-5-[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]苯基]-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基苯基)苯并三唑和2(2-羟基-4-甲基丙烯酰基苯基)5-氯-2H-苯并三唑中的一种或多种。优选的，所述改性聚多巴胺纳米粒子与聚偏氟乙烯的质量比为(0.2～10)：100；所述成膜的方式包括溶液成膜或熔融吹塑成膜。本专利技术提供了一种含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜，由上述技术方案所述的制备方法制备得到。与现有技术相比，本专利技术提供了一种含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜的制备方法，包括：A)盐酸多巴胺在tris缓冲溶液中聚合反应，得到聚多巴胺纳米粒子；B)将聚多巴胺纳米粒子采用溴引发剂进行表面修饰，得到溴化的聚多巴胺纳米粒子；C)将溴化的聚多巴胺纳米粒子与有机紫外线吸收剂作用下接枝反应，得到改性聚多巴胺纳米粒子；D)将改性聚多巴胺纳米粒子与聚偏氟乙烯混合，成膜，得到含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜。本专利技术采用经溴引发剂改性的聚多巴胺进一步接枝有机紫外线吸收剂，得到的改性聚多巴胺纳米粒子实现了紫外线吸收粒子与有机紫外线吸收剂的协同；将改性聚多巴胺粒子与聚偏氟乙烯混合制备出的复合膜可以非常有效的屏蔽紫外线。本专利技术提供的紫外线屏蔽聚偏氟乙烯复合膜的制备方法，实现了两种紫外线吸收剂的协同，制备的复合膜的紫外线透过率低，可以实现紫外线的良好吸收。附图说明图1为本专利技术实施例1制得的PDA的FT-IR光谱图；图2为本专利技术实施例2制得的PDA的吸光度曲线图；图3为实施例7以及对比实施例1中分别制备的改性PDA/PVDF复合薄膜、PVDF膜的WAXD曲线图；图4为实施例2、4、5、6制备的改性PDA/PVDF复合薄膜的UV-vis透过率光谱图；图5为实施例2中制备的含5wt％改性PDA的PVDF复合薄膜以及对比实施例1制备的纯PVDF膜的紫外线屏蔽测试结果图。具体实施方式本专利技术提供了一种含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。本专利技术提供了一种含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜的制备方法，包括：A)盐酸多巴胺在tris缓冲溶液中聚合反应，得到聚多巴胺纳米粒子；B)将聚多巴胺纳米粒子采用溴引发剂进行表面修饰，得到溴化的聚多巴胺纳米粒子；C)将溴化的聚多巴胺纳米粒子与有机紫外线吸收剂作用下接枝反应，得到改性聚多巴胺纳米粒子；D)将改性聚多巴胺纳米粒子与聚偏氟乙烯混合，成膜，得到含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜。本专利技术首先盐酸多巴胺在tris缓冲溶液中聚合反应，得到聚多巴胺纳米粒子。本专利技术首先提供tris缓冲溶液，本专利技术对其来源不进行限定，本领域技术人员熟知的市售即可。也可以配制。按照本专利技术，所述tris缓冲溶液的浓度优选为5～50mM；更优选为10～40mM；所述tris缓冲溶液的pH值优选为7.5～9.5；更优选为7.6～8.7；最优选为7.8～8.5。上述pH值可以采用酸进行调节，如本领域技术人员熟知的浓盐酸即可。将一定量的盐酸多巴胺溶解于配置的缓冲溶液中搅拌聚合，反应一定时间后离心、清洗、烘干，得到聚多巴胺纳米粒子。按照本专利技术，所述盐酸多巴胺的浓度优选为0.2～2.5g/L，更优选为0.5～2.5g/L，最优选为1.0～2.5g/L。所述聚合时间优选为5～70h，更优选为10～50h，最优选为15～30h。所述聚合温度优选为25～70℃，更优选为35～60℃。本专利技术对于所述搅拌、离心的具体方式不进行限定，本领域技术人员熟知的搅拌、离心即可。本专利技术所述清洗优选为采用去离子水清洗，本专利技术对于所述清洗的次数和具体操作不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。所述烘干的具体方式优选为45～55℃烘干20～30h；更优选50℃烘干24h。本专利技术通过简单的溶液搅拌方法制备出的聚多巴胺纳米粒子在紫外光区有高的吸光度，并且反应条件极易控制、操作简便、无污染。得到聚多巴胺纳米粒子后，将聚多巴胺纳米粒子采用溴引发剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜的制备方法，包括：A)盐酸多巴胺在tris缓冲溶液中聚合反应，得到聚多巴胺纳米粒子；B)将聚多巴胺纳米粒子采用溴引发剂进行表面修饰，得到溴化的聚多巴胺纳米粒子；C)将溴化的聚多巴胺纳米粒子与有机紫外线吸收剂作用下接枝反应，得到改性聚多巴胺纳米粒子；D)将改性聚多巴胺纳米粒子与聚偏氟乙烯混合，成膜，得到含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜。

【技术特征摘要】
1.一种含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜的制备方法，包括：A)盐酸多巴胺在tris缓冲溶液中聚合反应，得到聚多巴胺纳米粒子；B)将聚多巴胺纳米粒子采用溴引发剂进行表面修饰，得到溴化的聚多巴胺纳米粒子；C)将溴化的聚多巴胺纳米粒子与有机紫外线吸收剂作用下接枝反应，得到改性聚多巴胺纳米粒子；D)将改性聚多巴胺纳米粒子与聚偏氟乙烯混合，成膜，得到含改性聚多巴胺纳米粒子的聚偏氟乙烯复合膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述tris缓冲溶液的浓度为5～50mM；所述tris缓冲溶液的pH值为7.5～9.5；所述盐酸多巴胺的浓度为0.2～2.5g/L。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A)所述聚合反应的时间为5～70h；聚合温度为25～70℃。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)所述溴引发剂为2-溴异丁酰溴；所述聚多巴胺纳米粒子与溴引发剂的质量比为1:(0.1～1.5)。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)所述表面修饰具体为：在惰性气体存在下，0℃温度下反应5～24h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)所述溴化的聚多巴胺纳米粒子与有机紫外线吸收剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇明，董莉，熊征蓉，刘向东，盛德鲲，王军，孙磊，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22