[发明专利]一种嵌段共聚物/纳米SiO2复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种嵌段共聚物/纳米SiO₂复合材料，其特征在于：所述嵌段共聚物/纳米SiO₂复合材料由AB型嵌段共聚物聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚丙烯酸-2-羟乙酯和纳米SiO₂组成；其中，聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚丙烯酸-2-羟乙酯嵌段共聚物具有如下片段结构：

其中：A表示聚甲基丙烯酸甲酯的均聚物，B表示聚丙烯酸-2-羟乙酯的均聚物，m ,n表示各结构单元所对应的平均聚合度，m=40～200，n=150～350，其分子量分布系数在1.20～1.50之间；纳米SiO₂平均粒径为30~50nm，并经硅烷偶联剂改性。

2.根据权利要求1所述的嵌段共聚物/纳米SiO₂复合材料的制备方法，其特征在于包含如下步骤：

（1）将纳米SiO₂和改性剂γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲基硅烷加入溶剂甲苯中，于80~110℃并搅拌下反应5小时；静置，吸去上层清液，35℃下真空干燥12小时，然后再120℃下干燥2小时，得到改性纳米SiO₂；上述纳米SiO₂：γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲基硅烷的质量比为1:0.05~0.3，甲苯中纳米SiO₂的浓度为0.1~0.5g/ml；

（2）以甲基丙烯酸甲酯为单体，偶氮二异丁腈为引发剂，三氯化铁/三苯基膦为催化剂/配体，二甲苯为溶剂，连续通氮气0.5小时，于70～90℃下反应3～6小时，冷却，加入四氢呋喃至聚合物完全溶解，通过中性氧化铝层析色谱柱，在滤液中加入甲醇至完全沉淀，将沉淀物用去离子水冲洗3次，于80℃真空干燥至恒重，得到含端基氯的聚甲基丙烯酸甲酯；其中引发剂：催化剂：配体：单体的摩尔比为1：1：3：100~300，单体甲基丙烯酸甲酯在二甲苯中的浓度为0.6~1.0g/ml；

（3）以丙烯酸-2-羟乙酯为单体，步骤（2）中制备的含端基氯的聚甲基丙烯酸甲酯为大分子引发剂，氯化亚铁/三苯基膦为催化剂/配体，二甲苯为溶剂，连续通氮气0.5小时，于70℃～90℃下反应3～6小时，冷却，加入四氢呋喃至聚合物完全溶解，通过中性氧化铝层析色谱柱，在滤液中加入甲醇至完全沉淀，将沉淀物用去离子水冲洗3次，于80℃真空干燥至恒重，得到AB型嵌段共聚物聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚丙烯酸-2-羟乙酯；其中，大分子引发剂：催化剂：配体：单体的摩尔比为1：1：3：300~500，单体丙烯酸-2-羟乙酯浓度为0.2~0.3g/ml；

（4）将嵌段共聚物PMMA-b-PHEA加入四氢呋喃中，在室温下溶胀12小时；将改性纳米SiO₂加入已溶胀的嵌段物中，70℃下搅拌反应6小时，过滤，50℃下真空干燥24小时即为最终产品嵌段共聚物/纳米SiO₂复合材料；改性纳米SiO₂：嵌段共聚物质量比为1:1~4，嵌段共聚物：四氢呋喃质量比为1~5:100。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：上述步骤（1）中纳米SiO₂：γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲基硅烷的质量比为1:0.1，甲苯中纳米SiO₂的浓度为0.2g/ml。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：上述步骤（2）中引发剂：催化剂：配体：单体的摩尔比为1：1：3：200，单体甲基丙烯酸甲酯在二甲苯中的浓度为0.6g/ml。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：上述步骤（3）中大分子引发剂：催化剂：配体：单体的摩尔比为1：1：3：450，单体丙烯酸-2-羟乙酯浓度为0.22g/ml。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：上述步骤（3）中改性纳米SiO₂：嵌段共聚物质量比为1:2，嵌段共聚物：四氢呋喃质量比为2:100。