[发明专利]一种高分子微球表面包覆氧化铜的复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子微球表面包覆氧化铜复合材料的制备方法。 

背景技术

利用各种无机单元与有机高分子材料以各种方式复合成型，可以制备性能优异的复合材料。复合材料具有原组分不具备的特殊性能或功能。利用无机材料与聚合物基体的相互作用产生新的效应，实现二者之间优势的互补，开发性能优异的新型材料，已经成为当前研究的重要方向之一[李春风et al.功能材料，38(2007)：3928-3931] 

聚甲基丙烯酸甲酯是树脂基体的典型代表，其优良的光学性能可与光学玻璃相媲美，透明度甚至比玻璃还好，机械稳定性好、价格低廉。PMMA的耐紫外线性、高透光率和良好的加工性能使其在航空、建筑、农业、光学仪器等领域得到了广泛应用。[陈卢松et al.塑料，436(2007)：89-95] 

作为一种多功能无机材料，CuO被广泛应用于印染、陶瓷、玻璃及医药等重要领域。在磁性、光吸收、化学活性、热阻、催化剂和熔点等方面表现出奇特的物理和化学性能，已引起人们广泛的关注，并成为用途更广泛的无机材料之一[杜建平et al.山西化工，3(2004)：3-6]。在传感器方面，由于CuO纳米粒子的奇特性，对外界环境如温度、光、湿气等十分敏感，可大大提高传感器的响应速度、灵敏度和选择性。用CuO作传感器的包覆膜能够极大提高传感器对CO的选择性和灵敏度。纳米CuO粉体在电子领域的传感器应用方面、材料领域的超导材料和热导材料等方面都显示出很好的应用前景[李样生et al.材料导报，20048：128-130]。将氧化铜复合于PMMA材料的表面，不仅能有效的发挥氧化铜优良的性能，还能提高分散性，增加表面光泽等作用，因此应用于印染、陶瓷、玻璃及医药等重要领域具有广阔的前景。而迄今为止，将氧化铜包覆在聚甲基丙烯酸甲酯微球表面形成稳定的核壳结构的复合材料还未有文献报道。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种高分子微球表面包覆氧化铜复合材料的制备方法，以可溶性铜盐和聚甲基丙烯酸甲酯微球为原料，通过对聚甲基丙烯酸甲酯微球进行表面处理，采用溶液反应方法合成聚甲基丙烯酸甲酯微球表面包覆氧化铜的复合材料。 

本发明采用的技术方案步骤如下： 

一、一种高分子微球表面包覆氧化铜的复合材料： 

该复合材料为核壳结构，内核为聚甲基丙烯酸甲酯微球，直径为1微米～20微米，外壳为氧化铜包覆层。 

二、一种高分子微球表面包覆氧化铜的复合材料的制备方法，该方法的步骤如下：

1)将可溶性铜盐溶于去离子水中，搅拌得到均匀溶液，铜离子浓度为0.01～0.5摩尔/升； 

2)将聚甲基丙烯酸甲酯微球加入氨水溶液中，搅拌使其均匀分散在溶液中，聚甲基丙烯酸甲酯微球的浓度为1～50克/升；氨水浓度为20～880克/升； 

3)将上述的两种溶液混合；混合溶液用碱溶液调节pH值至8～10； 

4)将上述混合浆液进行水浴反应，水浴反应温度控制在60℃～100℃，搅拌速率为0～1000转/分钟；反应时间1小时～24小时； 

5)将处理好的溶液离心、干燥，就获得了聚甲基丙烯酸甲酯微球表面包覆氧化铜的复合材料。 

所述的可溶性铜盐为铜的硝酸盐或氯化盐。 

所述的聚甲基丙烯酸甲酯微球，直径为1微米～20微米。 

所述的碱溶液为氨水或氢氧化钠溶液。 

本发明具有的有益效果是： 

本发明通过一种简单、温和的溶液方法制备得到聚甲基丙烯酸甲酯微球表面包覆氧化铜的复合材料。该方法以可溶性铜盐和聚甲基丙烯酸甲酯微球为原料，通过对有机聚甲基丙烯酸甲酯颗粒表面进行处理，将氧化铜颗粒包覆在有机聚甲基丙烯酸甲酯微球表面。得到的产品为核壳结构，内核为微米级聚甲基丙烯酸甲酯微球，外壳为氧化铜包覆层。具有良好的分散性，氧化铜包覆层致密，均匀。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图； 

图1中：1.氧化铜包覆层；2.聚甲基丙烯酸甲酯微球。 

图2是实施例1所用聚甲基丙烯酸甲酯微球XRD图谱。 

图3是实施例1所得产物的XRD图谱。 

图4是实施例1所用聚甲基丙烯酸甲酯微球的电镜照片。 

图5是实施例1所得产物的电镜照片。 

图6是实施例2所得产物的电镜照片。 

具体实施方式

实施例1：