[发明专利]一种采用嵌段共聚物胶乳制备多相聚合物材料的方法

说明书

本发明公开了一种采用嵌段共聚物胶乳制备多相聚合物材料的方法，该方法取某些嵌段聚合物胶乳混合起来，除水并烘干后，通过高温压片、注塑或挤出的成型加工，得到各相分散均匀的多相聚合物材料。本发明采用乳液聚合体系，运用可逆加成断裂链转移自由基聚合技术，制备的嵌段共聚物胶乳分子链序列结构可控，且在胶乳的外层都拥有相同的链段结构，在胶乳的内层拥有不同的链段组成，在混合及加工过程中，这一结构帮助各粒子在较低的外界能量下均匀地融合在一起，制备的材料不会引起宏观的相分离。这种混合加工技术为多相材料的制备提供了一种简单的技术方案，且能耗低、融合效果好，具有极大的应用价值。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种采用嵌段共聚物胶乳制备多相聚合物材料的方法。

背景技术

多相材料的制备，作为一种增加体系中相畴种类的方式，对单相材料的性能拓展起到了极其重要的作用。比如，在橡胶中填充纳米粒子用来增加其模量，在塑料中引入柔性相来增强其韧性，制备具有宽转变温度的多相材料作为阻尼材料或者多形状记忆材料。一般来说，共聚和共混是制备多相材料最常用的两种方法。共聚引入新单体的方法较为直接，可以很好地调控材料性能，然而，当涉及在原有主链上引入两种及以上新单体时，其合成过程往往极其苛刻，而且每种化学合成的方法只能试用于各自体系，难以推广。共混来获得多相材料的方法，则受限于各个相之间的不相容性，也即，多个不相容相混合在一起时，由于不同相之间的排斥作用，影响了混合的效果，这极大地损伤了多相材料的性能。因此，通常需要相容剂的加入，然而，相相容剂又会影响加工效果，同时成为体系不稳定的因素。

随着高分子合成技术的不断突破，分子链序列结构的精密调控已经成为可能。通过不同单体的逐次加入，可以得到由不同链段组成的嵌段共聚物。将具有部分相同链段的不同嵌段共聚物共混，借助于相同链段的缠结作用，共混效果可以得到很大提高，同时避免了相相容剂的使用。然而，以往关于嵌段共聚物共混的研究表明，虽然混合物的各相可以共存在一个体系里，可是同一种类嵌段共聚物通常会聚集在一起，造成微米尺度宏观相分离，嵌段共聚物自组装导致的微观相分离和共混造成的宏观相分离共存在一个体系内，这对于多相材料的性能会造成一定限制。

通常采用的共混方式，包括嵌段共聚物的共混，主要有机械熔融共混和溶液共混两种。机械熔融共混需要升高到材料的熔融温度以上，通过不断搅拌，使各相材料混合，需要耗费大量能量。而溶液共混则需要把各相材料溶解在同一种溶剂里，待溶剂蒸干后得到固体材料。然而，由于溶液共混给分子链提供较长的时间来运动和组装，因此分子链会处于热力学稳态，容易导致上述的宏观相分离现象。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种采用嵌段共聚物胶乳制备多相聚合物材料的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种采用嵌段共聚物胶乳制备多相聚合物材料的方法，其中嵌段共聚物胶乳的链段结构表达式为：R-AA_n1-b-St_n2-b-X_n3-b-(X-co-Y)_n4-b-X_n5-Z；其中，R为异丙酸基、乙酸基、2-腈基乙酸基或2-胺基乙酸基，AA为甲基丙烯酸单体单元或丙烯酸单体单元，n1为AA的平均聚合度，n1＝20～60；St为苯乙烯单体单元，n2为St的平均聚合度，n2＝3～10；X为单体单元，为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯或丙烯腈，n3为X的平均聚合度，n3＝100～500；Y为单体单元，为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯或丙烯酸异辛酯，X-co-Y为X和Y的无规共聚物，n4为X-co-Y的平均聚合度，n4＝700～2500；n5为X的平均聚合度，n5＝100～500；Z为烷基二硫代酯、苯基二硫代酯、苄基二硫代酯或烷基三硫代酯；

采用嵌段共聚物胶乳制备多相聚合物材料的步骤如下：