CN108530659A - 一种基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于接枝共聚物的聚苯醚‑聚硅氧烷光交联薄膜及其制备方法。包括如下步骤:(1)制备烯丙基化的聚苯醚;(2)以正丁基锂为引发剂、二甲基一氯硅烷为封端剂,合成硅氢键封端的聚硅氧烷;(3)将烯丙基化聚苯醚与硅氢键封端的聚硅氧烷进行共聚,制备聚苯醚‑聚硅氧烷接枝共聚物;(4)将聚苯醚‑聚硅氧烷接枝共聚物与聚苯醚和聚硅氧烷共混,进行光交联,得到光交联薄膜。与现有技术相比,本发明的薄膜不仅具有较宽的有效阻尼温域,同时还具有良好的耐热性和较高的损耗因子,在温度152~223℃范围内展示阻尼性能,有效阻尼温域>60℃,损耗因子(tanδ)≥0.9。此外,本发明采用光交联的制备方法,具有快速高效、节能的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜及其制备方法,属于高分子材料领域。
技术背景
随着科技的发展,噪音和不良振动的问题越来越严峻。因此,作为一种减振降噪的功能材料,高分子阻尼材料在航空航天、军事、舰船、汽车和建材等领域得到了广泛的应用。在一些先进设备中,如高速列车和飞行器等,当设备高速运行时会产生剧烈的振动,而且机身温度长期处于较高且较宽的温度区域内。然而,常见高分子材料的耐热性较差,难以适应高温工作环境;此外,高分子材料仅在其玻璃化转变区域才具有较高的损耗因子(tanδ),导致其有效阻尼温域(ΔT:tanδ≥0.3的温度区间)仅有20~30℃,难以满足宽温域要求(ΔT >60℃)。因此制备出一种耐高温、宽温域的高分子阻尼材料是一项巨大且极具实用价值的挑战。
目前,耐高温、宽温域高分子阻尼材料的研究集中于环氧树脂。然而,大量研究表明,在拓宽环氧树脂有效阻尼温域的同时,往往会降低其tanδ值。现有技术通过添加压电陶瓷制备的环氧树脂基压电阻尼材料,希望能够在拓宽材料ΔT的同时,提高材料的tanδ值,但是,存在压电陶瓷添加量大(>38wt%)、固化温度高(150℃)和固化时间长(7h)等缺点,不仅劣化了其工艺性,而且还耗能耗时。因此,寻求一种节能高效的方法,制备出兼具耐高温(>150℃)、宽温域(ΔT>60℃)和高损耗(tanδ≥0.9)性能的新型阻尼材料依然是一个亟待解决的问题。
光交联是一种高效节能的材料制备方法,在阻尼材料领域已经取得了初步应用。然而,绝大多数光交联阻尼材料不能同时具备良好的耐高温性能和宽温域、高损耗的阻尼性能。
综上所述,通过高效节能的工艺,制备出兼具耐高温、宽温域和高损耗的阻尼材料具有重大的科学意义和应用价值。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种兼具优异耐高温、宽温域、高损耗性能的接枝共聚物改性聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼材料及其制备方法。
本发明采用如下技术方案:
一种基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜的制备方法,包括如下步骤:
(1)氮气下,将过氧化苯甲酰、N-溴代丁二酰亚胺加入含有聚苯醚的芳香烃溶剂中,回流反应得到溴化聚苯醚;
(2)氮气下,于0~60℃下,将烯丙基溴化镁滴加入含有溴化聚苯醚的四氢呋喃中,反应得到烯丙基化聚苯醚;
(3)将正丁基锂加入含有第一硅氧烷单体的四氢呋喃中,氮气下于-20~40℃下反应得到溶液A;再加入第二硅氧烷单体,氮气下反应得到溶液B;然后加入二甲基一氯硅烷,氮气下反应得到硅氢键封端的聚硅氧烷;
(4)将烯丙基聚苯醚、硅氢键封端的聚硅氧烷加入无水溶剂中,再加入催化剂,氮气下回流反应得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物;
(5)将烯丙基聚苯醚、聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、聚硅氧烷、多元硫醇和光引发剂加入四氢呋喃中,得到基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联体系;
(6)将基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联体系流平,紫外照射后经过干燥,得到基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜。
本发明还公开了一种基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联体系的制备方法,包括如下步骤:
(1)氮气下,将过氧化苯甲酰、N-溴代丁二酰亚胺加入含有聚苯醚的芳香烃溶剂中,回流反应得到溴化聚苯醚;
(2)氮气下,于0~60℃下,将烯丙基溴化镁滴加入含有溴化聚苯醚的四氢呋喃中,反应得到烯丙基化聚苯醚;
(3)将正丁基锂加入含有第一硅氧烷单体的四氢呋喃中,氮气下于-20~40℃下反应得到溶液A;再加入第二硅氧烷单体,氮气下反应得到溶液B;然后加入二甲基一氯硅烷,氮气下反应得到硅氢键封端的聚硅氧烷;
(4)将烯丙基聚苯醚、硅氢键封端的聚硅氧烷加入无水溶剂中,再加入催化剂,氮气下回流反应得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物;
(5)将烯丙基聚苯醚、聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、聚硅氧烷、多元硫醇和光引发剂加入四氢呋喃中,得到基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联体系。
本发明还公开了一种聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备方法,包括如下步骤:
(1)氮气下,将过氧化苯甲酰、N-溴代丁二酰亚胺加入含有聚苯醚的芳香烃溶剂中,回流反应得到溴化聚苯醚;
(2)氮气下,于0~60℃下,将烯丙基溴化镁滴加入含有溴化聚苯醚的四氢呋喃中,反应得到烯丙基化聚苯醚;
(3)将正丁基锂加入含有第一硅氧烷单体的四氢呋喃中,氮气下于-20~40℃下反应得到溶液A;再加入第二硅氧烷单体,氮气下反应得到溶液B;然后加入二甲基一氯硅烷,氮气下反应得到硅氢键封端的聚硅氧烷;
(4)将烯丙基聚苯醚、硅氢键封端的聚硅氧烷加入无水溶剂中,再加入催化剂,氮气下回流反应得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
上述技术方案中,所述芳香烃溶剂为甲苯、氯苯中的一种,或者它们的任意组合;所述第一硅氧烷单体为三氟丙基甲基环三硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷中的一种,或者它们的任意组合;所述第二硅氧烷单体为三氟丙基甲基环三硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷中的一种,或者它们的任意组合;所述催化剂为铂催化剂;所述无水溶剂为无水甲苯、无水四氢呋喃中的一种,或者它们的任意组合;所述多元硫醇为三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯及含有复数个(3个或者3个以上)硫醇基团的聚合物中的一种,或者它们的任意组合;所述光引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、N,N-二甲基-4-吡啶胺、安息香双甲醚中的一种,或者它们的任意组合;所述聚硅氧烷结构式如下:
其中R1为乙烯基、甲基和羟基中的一种,R2为甲基、乙烯基和三氟丙基甲基中的一种。
上述技术方案中,所述铂催化剂为Karstedt催化剂、Sperier催化剂中的一种,或者它们的任意组合;所述聚硅氧烷的数均分子量在5000~50000,并且含有两个及两个以上的碳碳不饱和键,其中,m和n为自然数,并且65≤m+n≤650。
上述技术方案中,
步骤(1)中,过氧化苯甲酰、N-溴代丁二酰亚胺、聚苯醚的质量比为(5~15)∶(25~80)∶100,回流反应的时间为1~6h;
步骤(2)中,烯丙基溴化镁、溴化聚苯醚的质量比为(5~40)∶100,反应的时间为1~6h;
步骤(3)中,第一硅氧烷单体、正丁基锂、第二硅氧烷单体、二甲基一氯硅烷的质量比为100∶(10~30)∶(100~300)∶(20~35),得到溶液A时的反应的时间为0.5~3h,得到溶液B时的反应的时间为1~6h,得到硅氢键封端的聚硅氧烷时的反应的时间为3~6h;
步骤(4)中,烯丙基聚苯醚、硅氢键封端的聚硅氧烷的质量比为100∶(300~600),催化剂的用量为烯丙基聚苯醚的25~75ppm,反应的时间为24~48h;
步骤(5)中,烯丙基聚苯醚、聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、聚硅氧烷、多元硫醇、光引发剂的质量比为100∶(5~25)∶(5~70)∶(10~20)∶(2~5);
步骤(6)中,紫外照射的波长为365纳米,时间为2~8分钟。
本发明还公开了根据上述基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联体系的制备方法制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联体系;上述基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜的制备方法制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜;上述聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备方法制备的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。以及上述聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物在制备基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜中的应用。
本发明基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜的制备方法可表示如下:
按质量计,
(1)在氮气保护条件下,将100份聚苯醚溶解于1000~2000份芳香烃溶剂中,然后依次加入5~15份过氧化苯甲酰和25~80份N-溴代丁二酰亚胺;加热回流反应1~6h;用醇类溶剂析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚;
(2)在温度为0~60℃和氮气保护条件下,将100份溴化聚苯醚溶解于5000份四氢呋喃中;然后,逐滴加入5~40份烯丙基溴化镁;滴加完后,在0~60℃下反应1~6h;用醇类溶剂析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚;
(3)100份硅氧烷单体溶解于10~40份无水四氢呋喃中,而后在其中加入10~30份的正丁基锂;在氮气保护条件下,在温度-20~40℃下反应0.5~3h,得到反应液A;后向反应液A中加入100~300份硅氧烷单体,在温度-20~40℃下继续反应1~6h,得到反应液B;在反应液B中加入20~35份二甲基一氯硅烷,在氮气保护条件和温度-20~40℃下,搅拌3~6h,得到反应液C;在反应液C中加入醇类溶剂萃取,产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷;
(4)将100份烯丙基聚苯醚和300~600份步骤(3得到的硅氢键封端的聚硅氧烷溶解于300~600份无水溶剂D中,然后加入25~75ppm铂催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应24~48h;用醇类溶剂析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物;
(5)将100份烯丙基聚苯醚、5~25份聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、5~70份聚硅氧烷、10~20份多元硫醇和2~5份光引发剂溶解于5000份四氢呋喃中,得到溶液E;
(6)将溶液E在载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射2~8min;取出样品,充分干燥,即得到一种基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜。
上述醇类溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇中的一种,或者它们的任意组合;所述载体应该不会与聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜粘连,如聚四氟乙烯载体、玻璃载体或者铝合金载体。
本发明制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜的有效阻尼温度>150℃,且其有效阻尼温域均>60℃,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料。同时,基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜的损耗因子≥0.9,满足高损耗阻尼性能的要求。另一方面,本发明公开的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜采用了光交联法的制备工艺,满足工业生产快速化和节能的要求。可以看出,本发明制备的光交联阻尼材料兼具高效节能的工艺、优异耐高温、宽温域、高损耗性能。
与现有技术相比,本发明取得的有益效果是:
1. 本发明制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜在高温条件(>150℃)下具备优异的阻尼性能,其有效阻尼温域均高于60℃,最高达68℃,从而为其在航空航天、高速列车等领域的应用提供了可靠的基础。这些优异的性能主要得益于所制备的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物具有良好的增容作用,使得光交联网络具有独特的结构;同时聚苯醚具有较高的玻璃化转变温度。
2. 本发明制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜的损耗因子≥0.9,表现出较高的阻尼效率。这主要因为聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物具有大且多的聚硅氧烷侧链,在材料的分子链运动过程中,作为侧链的聚硅氧烷在旋转及运动的过程中,增大了材料中各组分之间的摩擦力,增加了内耗,从而提高了材料的损耗因子。
3. 本发明制备的接枝共聚物改性聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼材料具有良好的耐热性,其玻璃化转变温度集中在195℃左右,初始热分解温度(质量损失5wt%的温度)在≥240℃(氮气气氛,升温速率为10℃/min)。这主要归因于光交联材料的交联网络结构,以及聚苯醚、聚硅氧烷及其接枝共聚物自身优异的耐热性。
4. 与传统阻尼材料的制备方法相比,本发明提供的材料制备方法为光交联方法,具有高效、节能的优点,并且反应条件温和,易于控制,有利于大规模工业化生产。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的合成反应式;
图2是本发明实施例1制备的烯丙基聚苯醚、硅氢键封端的聚硅氧烷和聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的核磁共振氢谱(1H-NMR);
图3是本发明实施例1制备的烯丙基聚苯醚、硅氢键封端的聚硅氧烷和聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的傅里叶红外(FTIR)光谱图;
图4是本发明实施例1、2和3制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜、比较例1制备的聚苯醚光交联阻尼薄膜的热重分析(TGA)曲线(氮气气氛,升温速率为10℃/min);
图5是本发明实施例1、2和3制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜、比较例1制备的聚苯醚光交联阻尼薄膜的损耗因子-温度曲线(动态力学分析DMA测试得到);
图6是本发明实施例1、2和3制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜脆断截面、比较例2制备的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的脆断截面的冷场扫描电镜(SEM)照片。
具体实施方式
下面结合附图、实施例,对本发明技术方案作进一步的描述。
实施例1
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于100mL氯苯中,然后依次加入1g过氧化苯甲酰和4g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应1.5h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为40℃和氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入20mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在40℃下反应3h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
5.8mL三氟丙基甲基环三硅氧烷溶解于2mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入13.5mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在0℃和氮气保护条件下反应1h;而后向烧瓶中加入10mL三氟丙基甲基环三硅氧烷,在0℃下继续反应2h;再加入2.8mL二甲基一氯硅烷,在0℃和氮气保护条件下搅拌4h;产物用甲醇萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
参见附图1,它是本发明聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的合成反应式。在本实施例中,具体方法为:将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和4.44g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于50mL质量比为4:1的甲苯四氢呋喃混合溶液中,然后加入50ppm的Karstedt催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应36h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。其核磁共振氢谱(1H-NMR)、傅里叶红外(FTIR)图谱和热重分析(TGA)曲线分别见附图2、附图3和附图4。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将8.55g烯丙基聚苯醚、0.95g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、0.5g乙烯基聚三氟丙基甲基硅氧烷、1.13g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)和0.29g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射5min后,取出样品,充分干燥后,即得到基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜。其热重分析(TGA)曲线、损耗因子-温度曲线(动态力学分析DMA测试得到)和脆断截面的冷场扫描电镜(SEM)照片分别见附图4、附图5和附图6。
参见附图2,它是实施例1制备的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的核磁共振氢谱(1H-NMR)。由图2a可知,c处(δ=4.9ppm)和d处(δ=5.7ppm)的峰为-CH2-CH=CH2中双键氢原子的共振峰,表明烯丙基聚苯醚成功合成。由图2b可知,i'处(δ=4.78ppm)处的峰为-Si-H的特征峰,表明聚硅氧烷封端成功。由图2c可知,硅氢加成反应后,代表-CH2-CH=CH2中双键的1H特征峰(δ=4.91ppm,5.71ppm)和代表Si-H的1H特征峰(δ=4.78ppm)消失,而在δ=1.83ppm和δ=0.50ppm处出现了新峰,这是-CH2-CH=CH2和Si-H反应后形成的新的质子峰,说明聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物合成成功。此外,根据1H-NMR中双键和苯环上甲基的质子峰积分面积之比,可以得到烯丙基聚苯醚的接枝率。经计算后得聚苯醚的烯丙基接枝率为10.6%,即y : z= 197 : 58。
参见附图3,它是实施例1制备的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的傅里叶红外(FTIR)图谱。由图可知,913cm-1处的特征峰代表烯丙基聚苯醚中的双键,2130cm-1处的特征峰代表硅氢键封端的聚硅氧烷中的硅氢键;硅氢加成反应后,两处的特征峰均消失,表明聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物合成成功。
实施例2
将8.1g实施例1中制备的烯丙基聚苯醚、1g实施例1中制备的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、0.9g乙烯基聚三氟丙基甲基硅氧烷、1.07g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)和0.27g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射5min后,取出样品,充分干燥后,即得到接枝共聚物改性的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜。其热重分析(TGA)曲线、损耗因子-温度曲线(动态力学分析DMA测试得到)和脆断截面的冷场扫描电镜(SEM)照片分别见附图4、附图5和附图6。
实施例3
将7.65g实施例1中制备的烯丙基聚苯醚、1.5g实施例1中制备的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、0.85g乙烯基聚三氟丙基甲基硅氧烷、1.02g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)和0.26g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射5min后,取出样品,充分干燥后,即得到接枝共聚物改性的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜。其热重分析(TGA)曲线、损耗因子-温度曲线(动态力学分析DMA测试得到)和脆断截面的冷场扫描电镜(SEM)照片分别见附图4、附图5和附图6。
比较例1 聚苯醚光交联薄膜的制备
将10g实施例1制备的烯丙基聚苯醚、1.3g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)和0.3g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射5min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚光交联薄膜。其热重分析(TGA)曲线和损耗因子-温度曲线(动态力学分析DMA测试得到)分别见附图4和附图5。
参见附图4,它是实施例1、2和3制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜、比较例1制备的聚苯醚光交联阻尼薄膜的热失重(TGA)曲线。可以看出,比较例1的初始热分解温度(质量损失5wt%的温度)为213℃,与之相比,实施例1、2和3制备的接枝共聚物改性的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜的初始热分解温度分别为240℃、254℃和268℃,这表明本发明制备提供的聚苯醚光交联薄膜具有高热稳定性。
参见附图5,它是实施例1、2和3制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜、比较例1制备的聚苯醚光交联阻尼薄膜的损耗因子-温度曲线(动态力学分析DMA测试得到)。由图可知,与比较例1制备的聚苯醚光交联阻尼薄膜相比,实施例1、2和3制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜不仅具有更宽的有效阻尼温域,而且还具有更高的损耗因子。比较例1制备的聚苯醚光交联薄膜的有效阻尼温域和损耗因子分别为52℃和0.60,而实施例1、2和3制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的有效阻尼温域分别为68℃、64℃和65℃,并且在152~223℃的高温范围内;此外,其损耗因子分别为0.90、1.01和1.01。综上所述,实施例1、2和3制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜兼具耐高温、宽温域和高损耗性能。
参见附表1,它列出了实施例1、2和3制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜和现有光交联阻尼材料的有效阻尼温域、损耗因子等性能指标。从附表1中可以看出,本发明实施例1-3提供的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜兼具优异的耐高温性能和宽温域、高损耗的阻尼性能。
附表1 现有光交联阻尼材料的主要阻尼性能指标
参考文献:
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比较例2 聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜的制备
将9g实施例1制备的烯丙基化聚苯醚、1g乙烯基聚三氟丙基甲基硅氧烷、1.2g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)和0.3g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射5min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜。其脆断截面的冷场扫描电镜(SEM)照片分别见附图6。
参见附图6,它是实施例1、2和3制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜脆断截面、比较例2制备的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜脆断截面的冷场扫描电镜(SEM)照片。从中可以看出,比较例2(图6a)制备的薄膜具有很高的相分离程度,其分散相尺寸在2μm左右。而实施例1、实施例2和实施例3制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜虽然也存在相分离,但是,分散相分布均匀且尺寸较小。实施例1(图6b)制备的薄膜的分散相尺寸为500nm~1μm,实施例2(图6c和图6d)和实施例3(图6e和图6f)制备的薄膜分散相尺寸约为200nm,表明实施例1、2和3制备的光交联阻尼薄膜具有适度的相分离程度,源于聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的良好增容作用。
实施例4
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于50mL氯苯和50ml甲苯的混合溶剂中,然后依次加入1g过氧化苯甲酰和4g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应1.5h;用乙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为40℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入3.4mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在40℃下反应3h;用乙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
5.8mL三氟丙基甲基环三硅氧烷溶解于0.82mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入7.1mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在40℃和氮气保护条件下反应3h;而后向烧瓶中加入5.8mL三氟丙基甲基环三硅氧烷,在40℃下继续反应6h;再加入2mL二甲基一氯硅烷,在40℃和氮气保护条件下搅拌6h;产物用乙醇萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和7.44g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于50mL无水四氢呋喃中,然后加入50ppm的Karstedt催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应48h;用乙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将8.55g烯丙基聚苯醚、0.95g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、0.5g乙烯基聚三氟丙基甲基硅氧烷、1.13g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)和0.29g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射5min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜;有效阻尼温度>150℃,且其有效阻尼温域均>60℃,损耗因子≥0.9,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例5
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于125mL氯苯中,然后依次加入1g过氧化苯甲酰和4g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应1.5h;用含50%甲醇的乙醇溶液析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为40℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入27.6mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在40℃下反应3h;用含50%甲醇的乙醇溶液析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
5.8mL三氟丙基甲基环三硅氧烷溶解于3.26mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入20.2mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在-20℃和氮气保护条件下反应0.5h;而后向烧瓶中加入17.4mL三氟丙基甲基环三硅氧烷,在-20℃下继续反应1h;再加入5mL二甲基一氯硅烷,在-20℃和氮气保护条件下搅拌3h;产物用含50%甲醇的乙醇溶液萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和3.72g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于50mL无水甲苯中,然后加入50ppm的Karstedt催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应48h;用含50%甲醇的乙醇溶液析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将8.55g烯丙基聚苯醚、0.95g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、0.5g乙烯基聚三氟丙基甲基硅氧烷、1.13g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)和0.171g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射2min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜;有效阻尼温度>150℃,且其有效阻尼温域均>60℃,损耗因子≥0.9,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例6
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于200mL氯苯中,然后依次加入1.5g过氧化苯甲酰和2.5g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应6h;用异丙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为40℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入20mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在40℃下反应3h;用异丙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
7.2g六甲基环三硅氧烷溶解于2mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入13.5mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在0℃和氮气保护条件下反应1h;而后向烧瓶中加入12.4g六甲基环三硅氧烷,在0℃下继续反应2h;再加入2.8mL二甲基一氯硅烷,在0℃和氮气保护条件下搅拌4h;产物用异丙醇萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和4.44g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于50mL质量比为4:1的甲苯四氢呋喃混合溶液中,然后加入50ppm的Karstedt催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应48h;用异丙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将8.55g烯丙基聚苯醚、0.95g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、0.5g乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、0.6g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、0.6g季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯和0.42g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射5min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例7
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于100mL甲苯中,然后依次加入1g过氧化苯甲酰和4g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应1.5h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为60℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入20mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在60℃下反应1h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
7.2g八甲基环四硅氧烷溶解于2mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入13.5mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在0℃和氮气保护条件下反应1h;而后向烧瓶中加入12.4g八甲基环四硅氧烷,在0℃下继续反应2h;再加入2.8mL二甲基一氯硅烷,在0℃和氮气保护条件下搅拌4h;产物用甲醇萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和4.44g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于50mL质量比为4:1的甲苯四氢呋喃混合溶液中,然后加入25pppm的Karstedt催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应48h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将8.55g烯丙基聚苯醚、0.95g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、0.5g乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、1.71g季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯和0.29gN,N-二甲基-4-吡啶胺溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射5min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例8
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于100mL氯苯中,然后依次加入0.5g过氧化苯甲酰和8g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应1h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为40℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入20mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在40℃下反应3h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
3.6g六甲基环三硅氧烷、3.6g八甲基环四硅氧烷溶解于2mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入13.5mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在0℃和氮气保护条件下反应1h;而后向烧瓶中加入6.2g六甲基环三硅氧烷和6.2g八甲基环四硅氧烷,在0℃下继续反应2h;再加入2.8mL二甲基一氯硅烷,在0℃和氮气保护条件下搅拌4h;产物用甲醇萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和4.44g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于65.4mL质量比为1:4的甲苯四氢呋喃混合溶液中,然后加入75pppm的Sperier催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应24h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将8.55g烯丙基聚苯醚、0.95g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、0.5g乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、0.85g季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯和0.29g安息香双甲醚溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在铝合金载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射8min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜;有效阻尼温度>150℃,且其有效阻尼温域均>60℃,损耗因子≥0.9,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例9
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于125mL氯苯中,然后依次加入1g过氧化苯甲酰和4g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应1.5h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为0℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入20mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在0℃下反应6h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
5.8mL三氟丙基甲基环三硅氧烷溶解于2mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入13.5mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在0℃和氮气保护条件下反应1h;而后向烧瓶中加入10mL三氟丙基甲基环三硅氧烷,在0℃下继续反应2h;再加入2.8mL二甲基一氯硅烷,在0℃和氮气保护条件下搅拌4h;产物用甲醇萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和4.44g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于32.7mL质量比为4:1的甲苯四氢呋喃混合溶液中,然后加入25pppm的Karstedt催化剂和25pppm的Sperier催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应48h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将8.55g烯丙基聚苯醚、0.95g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、0.5g乙烯基聚三氟丙基甲基硅氧烷、1.18g季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯和0.2g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦和0.09g安息香双甲醚溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在玻璃载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射2min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例10
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于50mL氯苯和50ml甲苯的混合溶剂中,然后依次加入1g过氧化苯甲酰和4g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应1.5h;用乙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为40℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入3.4mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在40℃下反应3h;用乙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
5.8mL三氟丙基甲基环三硅氧烷溶解于0.82mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入7.1mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在40℃和氮气保护条件下反应3h;而后向烧瓶中加入5.8mL三氟丙基甲基环三硅氧烷,在40℃下继续反应6h;再加入2mL二甲基一氯硅烷,在40℃和氮气保护条件下搅拌6h;产物用乙醇萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和7.44g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于50mL无水四氢呋喃中,然后加入50ppm的Karstedt催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应48h;用乙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将8.1g烯丙基聚苯醚、0.9g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、1g乙烯基聚三氟丙基甲基硅氧烷、1.07g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)和0.27g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射5min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例11
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于125mL氯苯中,然后依次加入1g过氧化苯甲酰和4g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应1.5h;用含50%甲醇的乙醇溶液析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为40℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入27.6mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在40℃下反应3h;用含50%甲醇的乙醇溶液析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
5.8mL三氟丙基甲基环三硅氧烷溶解于3.26mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入20.2mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在-20℃和氮气保护条件下反应0.5h;而后向烧瓶中加入17.4mL三氟丙基甲基环三硅氧烷,在-20℃下继续反应1h;再加入5mL二甲基一氯硅烷,在-20℃和氮气保护条件下搅拌3h;产物用含50%甲醇的乙醇溶液萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和3.72g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于50mL无水甲苯中,然后加入50ppm的Karstedt催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应48h;用含50%甲醇的乙醇溶液析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将8.1g烯丙基聚苯醚、0.9g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、1g乙烯基聚三氟丙基甲基硅氧烷、1.07g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)和0.162g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射2min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例12
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于200mL氯苯中,然后依次加入1.5g过氧化苯甲酰和2.5g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应6h;用异丙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为40℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入20mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在40℃下反应3h;用异丙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
7.2g六甲基环三硅氧烷溶解于2mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入13.5mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在0℃和氮气保护条件下反应1h;而后向烧瓶中加入12.4g六甲基环三硅氧烷,在0℃下继续反应2h;再加入2.8mL二甲基一氯硅烷,在0℃和氮气保护条件下搅拌4h;产物用异丙醇萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和4.44g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于50mL质量比为4:1的甲苯四氢呋喃混合溶液中,然后加入50ppm的Karstedt催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应48h;用异丙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将8.1g烯丙基聚苯醚、0.9g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、1g乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、0.5g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、0.5g季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯和0.4g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射5min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例13
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于100mL甲苯中,然后依次加入1g过氧化苯甲酰和4g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应1.5h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为60℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入20mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在60℃下反应1h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
7.2g八甲基环四硅氧烷溶解于2mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入13.5mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在0℃和氮气保护条件下反应1h;而后向烧瓶中加入12.4g八甲基环四硅氧烷,在0℃下继续反应2h;再加入2.8mL二甲基一氯硅烷,在0℃和氮气保护条件下搅拌4h;产物用甲醇萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和4.44g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于50mL质量比为4:1的甲苯四氢呋喃混合溶液中,然后加入25pppm的Karstedt催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应48h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将8.1g烯丙基聚苯醚、0.9g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、1g乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、1.62g季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯和0.27gN,N-二甲基-4-吡啶胺溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射5min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例14
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于100mL氯苯中,然后依次加入0.5g过氧化苯甲酰和8g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应1h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为40℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入20mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在40℃下反应3h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
3.6g六甲基环三硅氧烷、3.6g八甲基环四硅氧烷溶解于2mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入13.5mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在0℃和氮气保护条件下反应1h;而后向烧瓶中加入6.2g六甲基环三硅氧烷和6.2g八甲基环四硅氧烷,在0℃下继续反应2h;再加入2.8mL二甲基一氯硅烷,在0℃和氮气保护条件下搅拌4h;产物用甲醇萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和4.44g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于65.4mL质量比为1:4的甲苯四氢呋喃混合溶液中,然后加入75pppm的Sperier催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应24h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将8.1g烯丙基聚苯醚、0.9g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、1g乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、0.81g季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯和0.27g安息香双甲醚溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在铝合金载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射8min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例15
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于125mL氯苯中,然后依次加入1g过氧化苯甲酰和4g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应1.5h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为0℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入20mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在0℃下反应6h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
5.8mL三氟丙基甲基环三硅氧烷溶解于2mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入13.5mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在0℃和氮气保护条件下反应1h;而后向烧瓶中加入10mL三氟丙基甲基环三硅氧烷,在0℃下继续反应2h;再加入2.8mL二甲基一氯硅烷,在0℃和氮气保护条件下搅拌4h;产物用甲醇萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和4.44g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于32.7mL质量比为4:1的甲苯四氢呋喃混合溶液中,然后加入25pppm的Karstedt催化剂和25pppm的Sperier催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应48h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将8.1g烯丙基聚苯醚、0.9g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、1g乙烯基聚三氟丙基甲基硅氧烷、1.13g季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯和0.2g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦和0.07g安息香双甲醚溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在玻璃载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射2min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例16
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于50mL氯苯和50ml甲苯的混合溶剂中,然后依次加入1g过氧化苯甲酰和4g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应1.5h;用乙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为40℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入3.4mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在40℃下反应3h;用乙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
5.8mL三氟丙基甲基环三硅氧烷溶解于0.82mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入7.1mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在40℃和氮气保护条件下反应3h;而后向烧瓶中加入5.8mL三氟丙基甲基环三硅氧烷,在40℃下继续反应6h;再加入2mL二甲基一氯硅烷,在40℃和氮气保护条件下搅拌6h;产物用乙醇萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和7.44g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于50mL无水四氢呋喃中,然后加入50pppm的Karstedt催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应48h;用乙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将7.65g烯丙基聚苯醚、0.85g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、1.5g乙烯基聚三氟丙基甲基硅氧烷、1.02g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)和0.26g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射5min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例17
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于125mL氯苯中,然后依次加入1g过氧化苯甲酰和4g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应1.5h;用含50%甲醇的乙醇溶液析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为40℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入27.6mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在40℃下反应3h;用含50%甲醇的乙醇溶液析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
5.8mL三氟丙基甲基环三硅氧烷溶解于3.26mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入20.2mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在-20℃和氮气保护条件下反应0.5h;而后向烧瓶中加入17.4mL三氟丙基甲基环三硅氧烷,在-20℃下继续反应1h;再加入5mL二甲基一氯硅烷,在-20℃和氮气保护条件下搅拌3h;产物用含50%甲醇的乙醇溶液萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和3.72g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于50mL无水甲苯中,然后加入50ppm的Karstedt催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应48h;用含50%甲醇的乙醇溶液析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将7.65g烯丙基聚苯醚、0.85g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、1.5g乙烯基聚三氟丙基甲基硅氧烷、1.02g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)和0.153g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射2min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例18
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于200mL氯苯中,然后依次加入1.5g过氧化苯甲酰和2.5g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应6h;用异丙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为40℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入20mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在40℃下反应3h;用异丙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
7.2g六甲基环三硅氧烷溶解于2mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入13.5mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在0℃和氮气保护条件下反应1h;而后向烧瓶中加入12.4g六甲基环三硅氧烷,在0℃下继续反应2h;再加入2.8mL二甲基一氯硅烷,在0℃和氮气保护条件下搅拌4h;产物用异丙醇萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和4.44g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于50mL质量比为4:1的甲苯四氢呋喃混合溶液中,然后加入50ppm的Karstedt催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应48h;用异丙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将7.65g烯丙基聚苯醚、0.85g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、1.5g乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、0.5g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、0.5g季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯和0.38g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射5min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜;有效阻尼温度>150℃,且其有效阻尼温域均>60℃,损耗因子≥0.9,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例19
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于100mL甲苯中,然后依次加入1g过氧化苯甲酰和4g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应1.5h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为60℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入20mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在60℃下反应1h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
7.2g八甲基环四硅氧烷溶解于2mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入13.5mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在0℃和氮气保护条件下反应1h;而后向烧瓶中加入12.4g八甲基环四硅氧烷,在0℃下继续反应2h;再加入2.8mL二甲基一氯硅烷,在0℃和氮气保护条件下搅拌4h;产物用甲醇萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和4.44g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于50mL质量比为4:1的甲苯四氢呋喃混合溶液中,然后加入25pppm的Karstedt催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应48h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将7.65g烯丙基聚苯醚、0.85g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、1.5g乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、1.53g季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯和0.26gN,N-二甲基-4-吡啶胺溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射5min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜;有效阻尼温度>150℃,且其有效阻尼温域均>60℃,损耗因子≥0.9,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例20
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于100mL氯苯中,然后依次加入0.5g过氧化苯甲酰和8g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应1h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为40℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入20mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在40℃下反应3h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
3.6g六甲基环三硅氧烷、3.6g八甲基环四硅氧烷溶解于2mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入13.5mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在0℃和氮气保护条件下反应1h;而后向烧瓶中加入6.2g六甲基环三硅氧烷和6.2g八甲基环四硅氧烷,在0℃下继续反应2h;再加入2.8mL二甲基一氯硅烷,在0℃和氮气保护条件下搅拌4h;产物用甲醇萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和4.44g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于65.4mL质量比为1:4的甲苯四氢呋喃混合溶液中,然后加入75pppm的Sperier催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应24h;用甲醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将7.65g烯丙基聚苯醚、0.85g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、1.5g乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、0.765g季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯和0.26g安息香双甲醚溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在铝合金载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射8min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
实施例21
(1)烯丙基聚苯醚的制备
在氮气保护条件下,将10g聚苯醚溶解于100mL甲苯中,然后依次加入0.5g过氧化苯甲酰和8g N-溴代丁二酰亚胺,加热回流反应1h;用乙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到溴化聚苯醚。在温度为0℃和在氮气保护条件下,将10g溴化聚苯醚溶解于500mL四氢呋喃中,再向其中逐滴加入20mL烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液(1mol/L),滴加完后,在0℃下反应6h;用乙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到烯丙基化聚苯醚。
(2)硅氢键封端聚硅氧烷的制备
5.8mL三氟丙基甲基环三硅氧烷溶解于2mL无水四氢呋喃中,而后在其中加入13.5mL的正丁基锂溶液(1.6mol/L),在0℃和氮气保护条件下反应1h;而后向烧瓶中加入10mL三氟丙基甲基环三硅氧烷,在0℃下继续反应2h;再加入2.8mL二甲基一氯硅烷,在0℃和氮气保护条件下搅拌4h;产物用乙醇萃取,所得产物经干燥后,即得到硅氢键封端的聚硅氧烷。
(3)聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备
将步骤(1)得到的1.24g烯丙基聚苯醚和4.44g步骤(2)得到的聚硅氧烷溶解于50mL质量比为4:1的甲苯四氢呋喃混合溶液中,然后加入50ppm的Karstedt催化剂;在氮气保护下,搅拌回流反应48h;用乙醇析出产物,洗涤,经过滤、干燥后,得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
(4)基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联阻尼薄膜的制备
将10g烯丙基聚苯醚、0.5g步骤(3)制得的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、0.5g乙烯基聚三氟丙基甲基硅氧烷、1g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)和0.2g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦溶解于500mL四氢呋喃中,得到溶液E。
将溶液E在聚四氟乙烯载体上流平,在波长为365nm的紫外灯下照射8min后,取出样品,充分干燥后,即得到聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜;有效阻尼温度>150℃,且其有效阻尼温域均>60℃,损耗因子≥0.9,是一种能够在高温下展示宽温域特性的阻尼材料,满足高损耗阻尼性能的要求。
Claims (10)
1.一种基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)氮气下,将过氧化苯甲酰、N-溴代丁二酰亚胺加入含有聚苯醚的芳香烃溶剂中,回流反应得到溴化聚苯醚;
(2)氮气下,于0~60℃下,将烯丙基溴化镁滴加入含有溴化聚苯醚的四氢呋喃中,反应得到烯丙基化聚苯醚;
(3)将正丁基锂加入含有第一硅氧烷单体的四氢呋喃中,氮气下于-20~40℃下反应得到溶液A;再加入第二硅氧烷单体,氮气下反应得到溶液B;然后加入二甲基一氯硅烷,氮气下反应得到硅氢键封端的聚硅氧烷;
(4)将烯丙基聚苯醚、硅氢键封端的聚硅氧烷加入无水溶剂中,再加入催化剂,氮气下回流反应得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物;
(5)将烯丙基聚苯醚、聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、聚硅氧烷、多元硫醇和光引发剂加入四氢呋喃中,得到基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联体系;
(6)将基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联体系流平,紫外照射后经过干燥,得到基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜。
2.根据权利要求1所述基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜的制备方法,其特征在于:所述芳香烃溶剂为甲苯、氯苯中的一种,或者它们的任意组合;所述第一硅氧烷单体为三氟丙基甲基环三硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷中的一种,或者它们的任意组合;所述第二硅氧烷单体为三氟丙基甲基环三硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷中的一种,或者它们的任意组合;所述催化剂为铂催化剂;所述无水溶剂为无水甲苯、无水四氢呋喃中的一种,或者它们的任意组合;所述多元硫醇为三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯及含有复数个硫醇基团的聚合物中的一种,或者它们的任意组合;所述光引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、N,N-二甲基-4-吡啶胺、安息香双甲醚中的一种,或者它们的任意组合;所述聚硅氧烷结构式如下:
其中R1为乙烯基、甲基和羟基中的一种,R2为甲基、乙烯基和三氟丙基甲基中的一种。
3.根据权利要求2所述基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜的制备方法,其特征在于:所述铂催化剂为Karstedt催化剂、Sperier催化剂中的一种,或者它们的任意组合;所述聚硅氧烷的数均分子量在5000~50000,并且含有两个及两个以上的碳碳不饱和键,其中65≤m+n≤650;所述复数个为3个或者3个以上。
4.根据权利要求1所述基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜的制备方法,其特征在于:
步骤(1)中,过氧化苯甲酰、N-溴代丁二酰亚胺、聚苯醚的质量比为(5~15)∶(25~80)∶100,回流反应的时间为1~6h;
步骤(2)中,烯丙基溴化镁、溴化聚苯醚的质量比为(5~40)∶100,反应的时间为1~6h;
步骤(3)中,第一硅氧烷单体、正丁基锂、第二硅氧烷单体、二甲基一氯硅烷的质量比为100∶(10~30)∶(100~300)∶(20~35),得到溶液A时的反应的时间为0.5~3h,得到溶液B时的反应的时间为1~6h,得到硅氢键封端的聚硅氧烷时的反应的时间为3~6h;
步骤(4)中,烯丙基聚苯醚、硅氢键封端的聚硅氧烷的质量比为100∶(300~600),催化剂的用量为烯丙基聚苯醚的25~75ppm,反应的时间为24~48h;
步骤(5)中,烯丙基聚苯醚、聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、聚硅氧烷、多元硫醇、光引发剂的质量比为100∶(5~25)∶(5~70)∶(10~20)∶(2~5);
步骤(6)中,紫外照射的波长为365纳米,时间为2~8分钟。
5.根据权利要求1所述基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜的制备方法制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜。
6.一种基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联体系的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)氮气下,将过氧化苯甲酰、N-溴代丁二酰亚胺加入含有聚苯醚的芳香烃溶剂中,回流反应得到溴化聚苯醚;
(2)氮气下,于0~60℃下,将烯丙基溴化镁滴加入含有溴化聚苯醚的四氢呋喃中,反应得到烯丙基化聚苯醚;
(3)将正丁基锂加入含有第一硅氧烷单体的四氢呋喃中,氮气下于-20~40℃下反应得到溶液A;再加入第二硅氧烷单体,氮气下反应得到溶液B;然后加入二甲基一氯硅烷,氮气下反应得到硅氢键封端的聚硅氧烷;
(4)将烯丙基聚苯醚、硅氢键封端的聚硅氧烷加入无水溶剂中,再加入催化剂,氮气下回流反应得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物;
(5)将烯丙基聚苯醚、聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物、聚硅氧烷、多元硫醇和光引发剂加入四氢呋喃中,得到基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联体系。
7.根据权利要求6所述基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联体系的制备方法制备的基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联体系。
8.一种聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)氮气下,将过氧化苯甲酰、N-溴代丁二酰亚胺加入含有聚苯醚的芳香烃溶剂中,回流反应得到溴化聚苯醚;
(2)氮气下,于0~60℃下,将烯丙基溴化镁滴加入含有溴化聚苯醚的四氢呋喃中,反应得到烯丙基化聚苯醚;
(3)将正丁基锂加入含有第一硅氧烷单体的四氢呋喃中,氮气下于-20~40℃下反应得到溶液A;再加入第二硅氧烷单体,氮气下反应得到溶液B;然后加入二甲基一氯硅烷,氮气下反应得到硅氢键封端的聚硅氧烷;
(4)将烯丙基聚苯醚、硅氢键封端的聚硅氧烷加入无水溶剂中,再加入催化剂,氮气下回流反应得到聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
9.根据权利要求8所述聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物的制备方法制备的聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物。
10.权利要求9所述聚苯醚-聚硅氧烷接枝共聚物在制备权利要求1所述基于接枝共聚物的聚苯醚-聚硅氧烷光交联薄膜中的应用。
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