[发明专利]一种双网络磺化聚苯醚/丙烯酸脂类复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种双网络磺化聚苯醚/丙烯酸脂类复合材料的制备方法。这种复合材料是由双层网络组成，其中第一层为磺化聚苯醚和丙烯酸酯类单体交联形成的网络，第二层为金属离子和磺化聚苯醚的磺酸根交联形成的网络。这种双网络复合材料的制备方法包括以下步骤：S1)将磺化聚苯醚、丙烯酸脂类单体、交联剂和引发剂溶于溶剂中，进行聚合反应，得到有机凝胶；S2)将有机凝胶与离子化合物溶液混合，进行离子交联反应。本发明通过在丙烯酸脂类弹性体中构建多层网络结构提高材料的强度，并且通过离子键牺牲断裂时，能量的耗散来提高材料的韧性。本发明所制成的双网络磺化聚苯醚/丙烯酸酯类复合材料在强度提高的同时韧度也相应增加。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，特别涉及一种双网络磺化聚苯醚/丙烯酸脂类复合材料的制备方法。

背景技术

材料的高强度和高韧性通常难以共存，例如：提高弹性体的交联度可以提高材料的强度但是会导致材料变脆并且韧度降低。至今仍然没有很好的方法在提高材料强度的同时，而不牺牲材料的延展性和韧性。传统的方法是将纳米纤维等填充物填充到高分子材料中，但是仍然无法从本质上改变材料强度提高的同时韧性减小的矛盾。最近的方法是制备具有双网络或者三网络的穿插结构，通过错综复杂的网络结构中，一层或者多层牺牲键断裂时能量的耗散或者在单层网络结构中滑移、牺牲和可逆交联结构，包括金属共价键、氢键、超分子系统、离子和库伦相互作用等破坏时的能量耗散来增强材料的延展性和韧性。

然而，至今，这些改进都只是局限于水凝胶领域，在弹性体领域甚少涉及，也鲜见相关的文献报道，这成为了本行业研究者关注的热点问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种双网络磺化聚苯醚/丙烯酸脂类复合材料的制备方法。

本发明选择具有优异力学性能的聚苯醚改性丙烯酸酯类弹性体材料，并且通过离子交联作用制备具有双网络结构的磺化聚苯醚/丙烯酸脂类弹性体复合材料。并以此为模型，验证双网络结构的牺牲键理论在弹性体领域的普适性。

为了实现上述的目的，本发明所采取的技术方案是：

一种双网络磺化聚苯醚/丙烯酸脂类复合材料，是由双层网络组成，其中第一层为磺化聚苯醚和丙烯酸酯类单体交联形成的网络，第二层为金属离子和磺化聚苯醚的磺酸根交联形成的网络。

优选的，这种双网络磺化聚苯醚/丙烯酸脂类复合材料中，丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲酯丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种；进一步优选的，丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯中的至少一种。

优选的，这种双网络磺化聚苯醚/丙烯酸脂类复合材料中，金属离子为Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺中的至少一种。

一种双网络磺化聚苯醚/丙烯酸脂类复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将磺化聚苯醚、丙烯酸脂类单体、交联剂和引发剂溶于溶剂中，进行聚合反应，得到有机凝胶；

S2：将有机凝胶与离子化合物溶液混合，进行离子交联反应，得到上述的双网络磺化聚苯醚/丙烯酸脂类复合材料。

进一步说明的是，通过步骤S1制备形成双网络磺化聚苯醚/丙烯酸脂类复合材料的第一层网络，通过步骤S2制备形成双网络磺化聚苯醚/丙烯酸脂类复合材料的第二层网络。