【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，具体涉及一种光学级透明的高韧性pmma复合物及其制备方法。
技术介绍
1、聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate)，简称pmma，是一种高分子聚合物，具有105℃的玻璃化转变温度（tg），并由于其优异的透明度、高模量、低成本和易于加工等特性而被广泛用作玻璃的替代品，故又称作亚克力或有机玻璃。但是由于其断裂伸长率只有2%~3 %，属于硬而脆的材料。这种普通的pmma由于其延展性低，易碎的特性，限制了其进一步的应用。因此需要对pmma进行改性。
2、目前已经报道了很多方法来显著提高pmma的韧性。一般都是通过向pmma基体中添加一些固体颗粒填料来达到提高韧性的目的。pmma增韧改性的主要填料有：核壳改性剂、纳米粒子、无机刚性材料、引入交联结构或互穿网络等填料颗粒，这些固体颗粒填料虽然可以显著提高pmma韧性，但是由于大多数增韧剂组分与pmma基体相容性差、填料分散不均匀，制备方法复杂繁琐等，降低了pmma材料的透明性、热稳定性、玻璃化转变温度等，如果玻璃化转变温度降低较为严重，将会使得pmma的加工及使用温度区间变窄，限制其在各个领域中的应用。
技术实现思路
1、针对上述pmma材料制备方法复杂，且会导致透明性、热稳定性、玻璃化转变温度等降低的问题，本专利技术提供了一种光学级透明的高韧性pmma复合物及其制备方法，在显著提高pmma的韧性等力学性能的同时，不显著影响pmma的其他物理性质。
2、为了实现上述目的
3、pmma- b-pcholma嵌段共聚物为聚（甲基丙烯酸甲酯）-嵌段-聚（胆甾醇甲基丙烯酰氧基乙基碳酸酯）pmma- b-pcholma，其结构式为：
4、
5、其中m为pmma的聚合度，m的取值范围在100~200；n为pcholma的聚合度，其取值范围在10~50。
6、聚甲基丙烯酸甲酯：聚胆甾醇甲基丙烯酰氧基乙基碳酸酯物质的量之比为1~10：1；优选的，聚甲基丙烯酸甲酯：聚胆甾醇甲基丙烯酰氧基乙基碳酸酯物质的量之比为7：1。
7、pmma- b-pcholma嵌段共聚物胶束的作用：作为增韧剂，提高pmma材料的韧性及冲击强度使用。
8、抗氧剂的作用：防止pmma材料及嵌段共聚物氧化，同时起到稳定溶液的作用。
9、成核剂的作用：促进嵌段共聚物的成核，提高pmma的透明性及加工性能。
10、本专利技术通过一步法制备出含有嵌段共聚物柱状胶束的pmma复合物，通过调节溶剂极性可以得到不同长度的柱状胶束，含有不同长度胶束的pmma复合物的韧性都有了显著的提高，并且，增韧后的pmma还保留有较高的透明度，此外，在显著提高pmma韧性和冲击强度等力学性能的同时，并未显著影响pmma的热稳定性、折射率、维卡软化点、玻璃化转变温度等物理性能。
11、优选地，所述pmma- b-pcholma嵌段共聚物的分子量为20000~35000 g/mol。
12、优选地，所述pmma- b-pcholma嵌段共聚物在极性溶剂中的浓度为0.1~20 mg/ml。
13、优选地，所述pmma粉末的粒径为100~150 μm。
14、优选地，所述抗氧剂选自抗氧剂a-612、抗氧剂ao-60、抗氧剂2112中的一种或多种。
15、优选地，所述成核剂选自双（苯基亚甲基）山梨醇、苯甲酸铝、β-萘甲酸钠、对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种。
16、更优选地，所述极性溶剂为n，n-二甲基甲酰胺或者体积比为（3~4）：1的n，n-二甲基甲酰胺和邻二氯苯的混合溶剂，n，n-二甲基甲酰胺为嵌段共聚物pmma- b-pcholma的选择性溶剂，而邻二氯苯作为嵌段共聚物pmma- b-pcholma的良溶剂可以调控柱状胶束的长度。
17、所述加热温度为100~140℃，加热时间为30~75 min，适宜嵌段共聚物pmma- b-pcholma组装成柱状胶束。
18、所述冷却为冷却至室温。
19、本专利技术第二方面提供一种上述的制备方法制得的光学级透明的高韧性pmma复合物。
20、复合物中pmma- b-pcholma嵌段共聚物胶束的长度为100~2000 nm，组装后得到的长度在这个范围内的柱状胶束对pmma的增韧效果较好，并且pmma复合物的韧性是和柱状胶束的长度有相关性的。
21、通过上述技术方案，本专利技术实现了以下有益效果：
22、1、本专利技术通过“一步法”制备出含有嵌段共聚物柱状胶束的pmma复合物，通过调节溶剂极性可以得到不同长度的柱状胶束，含有不同长度胶束的pmma复合物的韧性都有了显著的提高，并且，增韧后的pmma还保留有较高的透明度，此外，在显著提高pmma韧性和冲击强度等力学性能的同时，并未显著影响pmma的热稳定性、折射率、维卡软化点、玻璃化转变温度等物理性能，拓宽pmma复合物的使用范围。
23、2、本专利技术制备方法简单，极易操控，利于工业化生产，具有很大优势应用于未来市场。
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1.一种光学级透明的高韧性PMMA复合物的制备方法，其特征在于，将质量比为1：（60~100）：（0.2~0.5）：（0.1~0.4）的PMMA-b-PCholMA嵌段共聚物、PMMA粉末、抗氧剂和成核剂分散于极性溶剂中，加热后冷却即得。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述PMMA-b-PCholMA嵌段共聚物的分子量为20000~35000 g/mol。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述PMMA-b-PCholMA嵌段共聚物在极性溶剂中的浓度为0.1~20 mg/mL。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述PMMA粉末的粒径为100~150 μm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂A-612、抗氧剂AO-60、抗氧剂2112中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述成核剂选自双（苯基亚甲基）山梨醇、苯甲酸铝、β-萘甲酸钠、对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加热温度为100~140℃，加热时间为30~75 min。
9.由权利要求1至8中任一项所述的制备方法制得的光学级透明的高韧性PMMA复合物。
10.根据权利要求9所述的PMMA复合物，其特征在于，其中PMMA复合物中所含的PMMA-b-PCholMA嵌段共聚物柱状胶束的长度为100~2000 nm。
...【技术特征摘要】
1.一种光学级透明的高韧性pmma复合物的制备方法，其特征在于，将质量比为1：（60~100）：（0.2~0.5）：（0.1~0.4）的pmma-b-pcholma嵌段共聚物、pmma粉末、抗氧剂和成核剂分散于极性溶剂中，加热后冷却即得。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述pmma-b-pcholma嵌段共聚物的分子量为20000~35000 g/mol。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述pmma-b-pcholma嵌段共聚物在极性溶剂中的浓度为0.1~20 mg/ml。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述pmma粉末的粒径为100~150 μm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂a-612、抗氧剂ao-...
【专利技术属性】
技术研发人员：李霄羽，胡玲娟，金碧鑫，罗运军，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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