[发明专利]增强增韧PMMA板材及其制造方法

说明书

本申请涉及一种增强增韧PMMA板材及其制造方法，增强增韧PMMA板材包括聚甲基丙烯酸甲酯高分子链、多元醇聚合物及短程连接单元；聚甲基丙烯酸甲酯高分子链与多元醇聚合物之间形成缠结状态；短程连接单元通过化学键合或氢键作用，连接于多元醇聚合物的分子内羟基位点之间和/或连接于多元醇聚合物的分子间羟基位点之间。制造方法包括：形成液相体系，液相体系包括聚甲基丙烯酸甲酯预聚物、甲基丙烯酸甲酯及引发剂；依次向液相体系中加入多元醇聚合物、短程连接单元；浇注、聚合，得到增强增韧PMMA板材。如此，在分子链相互缠结的状态下，形成聚甲基丙烯酸甲酯高分子链与闭环空间之间的互锁、以及多元醇聚合物之间的横向连接，有效提高PMMA板材的韧性和强度。

技术领域

本申请涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种增强增韧PMMA板材及其制造方法。

背景技术

高强韧性聚合物作为一种兼具强度和韧性的新型高分子材料，受到了学术界和工业界的 广泛关注。在诸多关键领域，例如轨道交通、航空航天、电子通信和医疗器械等，该种材料 的研究进度很大程度上决定了相关前沿技术的发展高度以及人们的生活水平，尤其以PMMA (Polymethyl methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)为代表的透明材料而言，虽然拥有易成型、 功能拓展佳和高光导传输性等在上述领域中的突出应用优势，但强度偏低和韧性不足的缺陷， 对其大范围推广造成了较大程度的限制。相关研究数据表明，工程应用领域对具有力学性能 增强的PMMA透明材料一直存在强烈需求，其中拉伸强度和以抗冲击能力为特征的韧性表达 是两个需要关注的主要参数。

然而，尝试提高拉伸强度时，现有技术常见为添加双烯或多烯类交联剂、参与MMA(Methyl methacrylate，甲基丙烯酸甲酯)共聚的方式，交联程度的提升伴随成型材料脆性增 加，不可避免地引起抗冲击能力的降低。因此，目前的难点在于如何打破PMMA材料强度与 韧性之间的平衡限制，实现两者的一致性改善。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提供一种增强增韧PMMA板材及其制造方法，可以在分子链 相互缠结的状态下，形成聚甲基丙烯酸甲酯高分子链与闭环空间之间的互锁、以及多元醇聚 合物之间的横向连接，有效提高PMMA板材的韧性和强度。

为解决上述技术问题，本申请提供一种增强增韧PMMA板材，包括聚甲基丙烯酸甲酯高 分子链、多元醇聚合物及短程连接单元；所述聚甲基丙烯酸甲酯高分子链与所述多元醇聚合 物之间形成缠结状态；所述短程连接单元通过化学键合或氢键作用，连接于所述多元醇聚合 物的分子内羟基位点之间和/或连接于所述多元醇聚合物的分子间羟基位点之间。

可选地，所述短程连接单元为包含酮基和/或醛基的第一直链化合物，所述第一直链化合 物与所述羟基位点之间通过化学键合连接。

可选地，所述增强增韧PMMA板材还包括由功能单体与甲基丙烯酸甲酯所形成的共聚链， 所述功能单体为聚合后具有吸水性的不饱和单体，所述聚甲基丙烯酸甲酯高分子链、所述共 聚链与所述多元醇聚合物之间形成缠结状态。

可选地，所述短程连接单元为包含伯氨基和/或羟基的第二直链化合物，所述第二直链化 合物与所述羟基位点之间通过氢键作用连接。

本申请还提供一种增强增韧PMMA板材的制造方法，包括以下步骤：

S1.形成液相体系，所述液相体系包括聚甲基丙烯酸甲酯预聚物、甲基丙烯酸甲酯及引 发剂；

S2.依次向所述液相体系中加入多元醇聚合物、短程连接单元，使所述聚甲基丙烯酸甲酯 预聚物与所述多元醇聚合物之间形成缠结状态；

S3.浇注、聚合，得到增强增韧PMMA板材，所述增强增韧PMMA板材中，聚甲基丙 烯酸甲酯高分子链与所述多元醇聚合物之间形成缠结状态，所述短程连接单元通过化学键合或氢键作用，连接于所述多元醇聚合物的分子内羟基位点之间和/或连接于所述多元醇聚合物 的分子间羟基位点之间。