[发明专利]聚甲基丙烯酸甲酯-三甲基乙烯基苯甲氯化铵-碳纳米管复合材料及制备方法

摘要

本发明公开了一种聚甲基丙烯酸甲酯‑三甲基乙烯基苯甲氯化铵‑碳纳米管复合材料，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基体的电荷环境进行调控，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，同时原位添加羧化碳纳米管与共聚产物实现复合，将共聚产物提取后热压成型。本发明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，加入羧化碳纳米管填充物进行复合，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羧化碳纳米管在基体中的分散性，解决了PMMA材料在机械性能和热性能方面存在的问题。

主权项

1.聚甲基丙烯酸甲酯-三甲基乙烯基苯甲氯化铵-碳纳米管复合材料，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-碳纳米管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-碳纳米管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，得到包含有共轭苯环的正电荷共聚物，羧化碳纳米管本身带负电且含有离域大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，限制共聚物分子链的运动；/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％，所述第二单体的用量为油相质量的3-8wt％，所述水相由水、羧化碳纳米管、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％，羧化碳纳米管的质量为所述油相质量的0.0l-2wt％；/n所述聚甲基丙烯酸甲酯-三甲基乙烯基苯甲氯化铵-碳纳米管复合材料按照以下步骤制备，/n步骤1，在水中加入羧化碳纳米管、分散剂和表面活性剂，超声分散均匀；/n步骤2，将步骤1制备的液体加入甲基丙烯酸甲酯和三甲基乙烯基苯甲氯化铵的混合液体中，持续搅拌，通入保护气体以保持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-羧化碳纳米管共聚物，其中所述引发剂的用量为所述油相质量的0.8-1.8wt％；/n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。/n