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聚甲基丙烯酸甲酯-三甲基乙烯基苯甲氯化铵-氧化石墨烯复合材料及制备方法技术

技术编号:22969282 阅读:25 留言:0更新日期:2019-12-31 21:26
本发明专利技术公开了一种聚甲基丙烯酸甲酯‑三甲基乙烯基苯甲氯化铵‑氧化石墨烯复合材料,以第二单体三甲基乙烯基苯甲氯化铵对第一单体甲基丙烯酸甲酯聚合物地基体电荷环境进行调控,并且在聚合物基体中引入共轭苯环,两单体通过悬浮聚合方式进行共聚,同时原位添加氧化石墨烯与共聚产物实现复合,将共聚产物提取后热压成型。本发明专利技术以甲基丙烯酸甲酯为基材,采用原位悬浮共聚的方法制备纳米复合材料,实现对基体电荷环境的调控,同时在聚合物基体中引入共轭苯环,加入氧化石墨烯填充物进行复合,较纯PMMA树脂,力学性能和热学性能得到大幅度提高,此方法成功地改善了氧化石墨烯在基体中的分散性,解决了PMMA材料在机械性能和热性能方面存在的问题。

Polymethyl methacrylate trimethylvinyl benzyl ammonium chloride graphene oxide composite and its preparation

【技术实现步骤摘要】
聚甲基丙烯酸甲酯-三甲基乙烯基苯甲氯化铵-氧化石墨烯复合材料及制备方法
本专利技术涉及复合材料
,特别是涉及一种聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)-三甲基乙烯基苯甲氯化铵-氧化石墨烯复合材料及制备方法。以PMMA为基体,调控基体电荷环境并且引入共轭苯环,填充氧化石墨烯(GO),制备PMMA基纳米复合材料
技术介绍
PMMA作为一种优秀的有机合成透明材料,因其优异的透光性能和质轻的特点而取代了普通玻璃,被广泛地应用于各种灯具、光学玻璃、商品广告橱窗和飞机侧窗等。除此之外,PMMA在医药、通讯、电子电器等领域中也占有一席之地,尤其是在医用制品领域,由于PMMA生物相容性能良好,已成为该领域热点材料,如今PMMA大约占到医用高分子材料总体用量的10%,中国每年用于医疗的PMMA在300吨以上。早在1949年,美国就将PMMA临床医用于人的头盖骨和关节修补。发展到现在,PMMA在医学上常用作颅骨修补材料、人工骨、人工关节、胸腔填充材料、人工关节骨粘固剂等,而在假牙、牙托的应用中更为广泛。然而,PMMA本身强度欠佳,使得其在临床应用中容易本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚甲基丙烯酸甲酯-三甲基乙烯基苯甲氯化铵-氧化石墨烯复合材料,其特征在于,所述聚甲基丙烯酸甲酯-三甲基乙烯基苯甲氯化铵-氧化石墨烯复合材料的玻璃化温度为120-125℃;/n所述聚甲基丙烯酸甲酯-三甲基乙烯基苯甲氯化铵-氧化石墨烯复合材料以甲基丙烯酸甲酯为第一单体,以三甲基乙烯基苯甲氯化铵为第二单体,通过悬浮聚合制得,其中带有正电荷的第二单体与第一单体共聚,得到带有共轭苯环的正电荷共聚物,氧化石墨烯本身带负电并且含有大π键,与所述正电荷共聚物形成静电吸引作用和π-π相互作用,限制聚合物分子链的运动;/n在悬浮聚合体系中,水相与油相的体积比为(2.5-4.5):1,所述油相由第一单体和第二单...

【技术特征摘要】
1.聚甲基丙烯酸甲酯-三甲基乙烯基苯甲氯化铵-氧化石墨烯复合材料,其特征在于,所述聚甲基丙烯酸甲酯-三甲基乙烯基苯甲氯化铵-氧化石墨烯复合材料的玻璃化温度为120-125℃;
所述聚甲基丙烯酸甲酯-三甲基乙烯基苯甲氯化铵-氧化石墨烯复合材料以甲基丙烯酸甲酯为第一单体,以三甲基乙烯基苯甲氯化铵为第二单体,通过悬浮聚合制得,其中带有正电荷的第二单体与第一单体共聚,得到带有共轭苯环的正电荷共聚物,氧化石墨烯本身带负电并且含有大π键,与所述正电荷共聚物形成静电吸引作用和π-π相互作用,限制聚合物分子链的运动;
在悬浮聚合体系中,水相与油相的体积比为(2.5-4.5):1,所述油相由第一单体和第二单体组成,所述第一单体的用量为油相质量的92-97wt%,所述第二单体第二单体的用量为油相质量的3-8wt%,所述水相由水、氧化石墨烯、分散剂和表面活性剂组成,其中分散剂的质量为所述油相质量的2.5-3wt%,表面活性剂的质量为所述油相质量的0.1-0.15wt%,氧化石墨烯的质量为所述油相质量的0.0l-2wt%;
所述聚甲基丙烯酸甲酯-三甲基乙烯基苯甲氯化铵-氧化石墨烯复合材料按照以下步骤制备,
步骤1,在水中加入氧化石墨烯、分散剂和表面活性剂,超声分散均匀;
步骤2,将步骤1制备的液体加入到甲基丙烯酸甲酯和三甲基乙烯基苯甲氯化铵混合液中,持续搅拌,通入保护气体以保持在整个反应过程中处于保护气体气氛中,升温至引发剂的引发温度之上,同时加入引发剂以引发聚合,进行共聚,得到甲基丙烯酸甲酯-三甲基乙烯基苯甲氯化铵—氧化石墨烯共聚物,所述引发剂的用量为所述油相质量的0.8-1.8wt%;
步骤3,将步骤2制备的共聚物进行过滤和洗涤,烘干后即得共聚物粉末。


2.如权利要求1所述的聚甲基丙烯酸甲酯-三甲基乙烯基苯甲氯化铵-氧化石墨烯复合材料,其特征在于,所述步骤3得到的共聚物粉末再经由热压成型机热压成型,热压条件是:压力5-10MPa,温度170-200℃,时间10-20min。


3.如权利要求1所述的聚甲基丙烯酸甲酯-三甲基乙烯基苯甲氯化铵-氧化石墨烯复合材料,其特征在于,所述分散剂为碱式碳酸镁、羟基磷酸钙、羟乙基纤维素或磷酸三钙,所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或甘胆酸钠。


4.如权利要求1所述的聚甲基丙烯酸甲酯-三甲基乙烯基苯甲氯化铵-氧化石墨烯复合材料,其特征在于,所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰或过氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑俊萍赵丹马霖
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:天津;12

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