[发明专利]表面接枝交联共聚物的聚酯薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面接枝交联共聚物的聚酯薄膜的制备方法，属于有机薄膜表面改性领域。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET)是重要的高分子合成材料之一，由于具有良好的力学性能、优良的光学性能和电气绝缘性能、较宽的使用温度范围、耐化学腐蚀、无臭无味、耐油脂等优点，在食品包装、电子电器绝缘、感光胶片、工程塑料等领域得到广泛应用。为了拓展PET薄膜的应用领域，开发具有更高附加价值的特种用途PET薄膜，需要对PET薄膜进行改性。对PET薄膜进行表面改性可以在不影响PET薄膜原有优良性能的基础上，改进和提高薄膜的极性、亲水性、导电性、耐磨性、表面粘结性等。此外，对PET薄膜进行表面化学改性和修饰还可以赋予薄膜一些新的性能。

目前PET薄膜表面改性的方法主要有：电晕法、等离子体处理、化学法处理、紫外光聚合接枝、表面原子转移自由基聚合（SI-ATRP）接枝等。而在这些改性方法中，表面引发聚合尤其是表面引发自由基聚合由于可获得较高接枝率，窄分子量分布并且可以改变和控制材料表面组成和性能而倍受关注。

交联聚合物具有优良的尺寸稳定性、突出的耐热性、较高的机械强度以及耐溶剂渗透的性能在牙科整形材料、光纤涂层、光存储材料、光学器件、体育器具等领域得到了广泛的应用。在聚酯薄膜表面接枝交联聚合物势必赋予聚酯薄膜新的功能性。

二乙烯基苯、丙烯酸铅等分子中含有两个不饱和双键，因此可以作为交联单体与其他单体共聚形成交联共聚物。其中丙烯酸铅共聚物是一种交联型有机金属盐类聚合物，属于有机半导体，而且是一种很好的防辐射材料，将其引入到聚酯薄膜表面可以有效的改善聚酯薄膜表面的电学性能，而且在制备防辐射电子光学薄膜和具有光、电、磁等性能的器件方面有很好的应用前景。但是将聚丙烯酸铅接枝到聚酯薄膜表面后，由于聚丙烯酸铅交联密度较大，导致改性后的薄膜表面能过低，限制了聚酯薄膜的应用。而将不同比例丙烯酸铅和苯乙烯形成的交联共聚物引入到聚酯薄膜表面则既能有效地改善聚酯薄膜表面的电学性能，并且可以通过两种单体的比例来调控接枝到聚酯薄膜表面的交联共聚物的交联密度，从而改善聚酯薄膜表面性能。

中国专利（201110357744.5）公开了一种表面接枝聚丙烯酸铅聚酯薄膜的制备方法，其首先依次使聚酯薄膜表面水解、氧化、酰氯化产生出酰氯基，随后与具有分支结构的二乙醇胺反应使薄膜表面产生较高密度的羟基，然后用2-溴代异丁酰溴与薄膜表面的羟基反应制备原子转移自由基聚合表面引发剂，最后利用表面引发原子转移自由基聚合技术将丙烯酸铅引发接枝到聚酯薄膜表面，得到表面接枝聚丙烯酸铅的聚酯薄膜。

发明内容

本发明的目的是提供一种交联共聚物接枝改性聚酯薄膜的制备方法，采用丙烯酸铅和二乙烯基苯作为交联单体，苯乙烯作为另一单体制备交联密度可控的交联聚合物。体系中不同比例交联单体的加入可以调控共聚物的交联密度，实现本发明目的的技术方案是：

一种表面接枝交联共聚物的聚酯薄膜的制备方法，包括聚酯薄膜引发剂的制备步骤，丙烯酸铅的合成和表面接枝丙烯酸铅与苯乙烯形成的交联共聚物的聚酯薄膜的合成步骤，其特征在于：所述表面接枝丙烯酸铅与苯乙烯形成的交联共聚物的聚酯薄膜的合成步骤为：向密封干燥的克氏瓶中依次加入聚酯薄膜引发剂、催化剂溴化亚铜（CuBr）、去活剂溴化铜（CuBr₂）、配体2,2’-联吡啶（bpy）和单体丙烯酸铅，催化剂、配体和丙烯酸铅单体的物质的量比值为：1/3/15；聚酯薄膜引发剂上的溴代酯类引发剂与催化剂的摩尔比为1:780~820；加入的去活剂的物质的量为催化剂的1/9；将克氏瓶抽真空通氩气，并重复以上操作三次，之后用注射器向反应瓶中注入与单体丙烯酸铅质量体积比为0.05g/ml的溶剂N，N-二甲基甲酰胺（DMF）和不同比例的单体苯乙烯（St），再次重复抽真空并通氩气三次，密闭后置于恒温油浴中搅拌反应，反应10h，产物分别用丙酮和去离子水超声波清洗数次后，置于真空干燥箱中干燥至恒重，即得到表面接枝丙烯酸铅与苯乙烯共聚物的聚酯薄膜。 

本发明表面接枝交联共聚物的聚酯薄膜的制备方法的具体实施步骤如下：