一种聚合物复合薄膜、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种聚合物复合薄膜，包括聚合物薄膜层和聚多巴胺层；所述聚多巴胺层的厚度≥100nm。通过简单的、条件温和的反应，在不同聚合物薄膜表面构筑了聚多巴胺层，最终获得的聚合物复合薄膜具有较优的紫外光屏蔽功能。其次，聚合物薄膜的力学性能不会受到任何负面影响，而由于聚多巴胺层极薄，最终获得的复合薄膜比重增量较小，非常适合于航空应用领域，例如飞艇囊体材料的表面防护层等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚合物薄膜材料及复合材料领域，尤其涉及一种聚合物复合薄膜、其制备方法及应用。
技术介绍
当高分子材料暴露于户外时，聚合物中的生色团会因吸收阳光辐射(主要是紫外光)而激发，产生自由基，并在氧的作用下导致聚合物发生光氧化降解。该过程会导致高分子材料发黄、变脆，最终失去使用效能，尤其对于聚合物薄膜来说，其厚度通常小于100μm，光降解导致薄膜材料使用寿命降低的现象更为显著。传统的改善高分子材料抗光老化的方法是将聚合物与无机光屏蔽剂(TiO2、ZnO)共混，得到包含聚合物与无机光屏蔽剂的聚合物薄膜；或者是将聚合物与有机紫外吸收剂共混，得到包含聚合物与有机紫外吸收剂的聚合物薄膜。然而，这两种聚合物薄膜都具有明显的且难以克服的缺点，那就是，采用共混方法将无机光屏蔽剂或有机紫外吸收剂与聚合物共混，使得材料表层的聚合物仍然暴露在紫外光的直接辐照下，老化降解仍然会在材料表面较快发生，并逐渐向内部发展，从而导致聚合物薄膜的紫外光屏蔽功能较差。同时，对于包含聚合物与有机紫外吸收剂的聚合物薄膜来说，由于有机紫外吸收剂多为小分子，随着使用时间的增加，有机紫外吸收剂在加工、使用过程中会出现迁移逐渐流失现象，迁移流失使得紫外吸收功能衰减更为严重，紫外光屏蔽功能明显降低。而对于包含聚合物与无机光屏蔽剂的聚合物薄膜来说，由于无机粒子的团聚或与聚合物相容性的差异，使得这种薄膜的力学性能衰减非常严重；而无机光屏蔽剂的比重大，使得最终制得的薄膜比重较大，不利于应用于对薄膜重量要求苛刻的航空领域，例如飞艇蒙皮防护层等。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种聚合物复合薄膜、其制备方法及应用，本专利技术提供的聚合物复合薄膜具有优良的紫外光屏蔽功能。本专利技术提供了一种聚合物复合薄膜，包括聚合物薄膜层和聚多巴胺层；所述聚多巴胺层的厚度≥100nm。优选的，所述聚合物薄膜层的材质选自聚偏氟乙烯、热塑性聚氨酯、聚偏氯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种。本专利技术提供了一种上述聚合物复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：将多巴胺溶液在聚合物薄膜表面进行自聚合反应，形成厚度≥100nm的聚多巴胺层，得到所述聚合物复合薄膜。优选的，所述多巴胺溶液为多巴胺和缓冲液的混合溶液。优选的，所述多巴胺溶液的pH值为7.5～9。优选的，所述多巴胺溶液中，多巴胺的浓度为1mg/mL～10mg/mL。优选的，所述自聚合反应以后，还包括热处理。优选的，所述热处理的温度为60℃～100℃。优选的，所述自聚合反应的温度为20℃～45℃。本专利技术还提供了上述聚合物复合薄膜或上述的制备方法制备的聚合物复合薄膜作为紫外光屏蔽膜的应用。与现有技术相比，本专利技术提供了一种聚合物复合薄膜，包括聚合物薄膜层和聚多巴胺层；所述聚多巴胺层的厚度≥100nm。通过简单的、条件温和的反应，在不同聚合物薄膜表面构筑了聚多巴胺层，最终获得的聚合物复合薄膜具有较优的紫外光屏蔽功能。其次，聚合物薄膜的力学性能不会受到任何负面影响，而由于聚多巴胺层极薄，最终获得的复合薄膜比重增量较小，非常适合于航空应用领域，例如飞艇囊体材料的表面防护层等。实验结果表明，当聚多巴胺层厚度≥100nm时，由紫外分光光度计测得聚合物复合薄膜的紫外光透过率＜0.6％。同时，相比于对应的聚合物薄膜来说，本专利技术提供的复合薄膜重量的增加量较少，拉伸强度变化率均较小，力学性能几乎不会受到任何负面影响。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的聚合物复合薄膜的紫外透过率曲线图；图2为本专利技术对比例1提供的聚合物复合薄膜的紫外透过率曲线图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种聚合物复合薄膜，包括聚合物薄膜层和聚多巴胺层；所述聚多巴胺层的厚度≥100nm。本专利技术提供的聚合物薄膜层的材质选自塑料中的一种或多种，优选为聚偏氟乙烯、热塑性聚氨酯、聚偏氯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种。本专利技术提供的聚多巴胺层由多巴胺在聚合物薄膜层表面自聚合得到。聚多巴胺层的厚度优选为100nm～1μm。最终获得的聚合物复合薄膜具有较优的紫外光屏蔽功能。其次，聚合物薄膜的力学性能不会受到任何负面影响，而由于聚多巴胺层极薄，最终获得的复合薄膜比重增量较小，非常适合于航空应用领域，例如飞艇囊体材料的表面防护层等。本专利技术提供了一种上述聚合物复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：将多巴胺溶液在聚合物薄膜表面进行自聚合反应，形成厚度≥100nm的聚多巴胺层，得到所述聚合物复合薄膜。具体的，将聚合物薄膜浸入配制的多巴胺溶液中，多巴胺在所述聚合物薄膜表面进行自聚合反应，形成聚多巴胺层，待其厚度不小于100nm时，得到的复合膜为所述聚合物复合薄膜。所述多巴胺溶液为多巴胺和缓冲液的混合溶液，所述多巴胺溶液中，多巴胺的浓度为1mg/mL～10mg/mL，优选为1mg/mL～5mg/mL。本专利技术对上述缓冲液没有特别限制，采用本领域技术人员熟知的缓冲液即可，用来调节多巴胺溶液的pH，优选为Tris-HCl缓冲液；多巴胺溶液的pH控制在碱性环境下，优选控制为7.5～9。本专利技术中，所述自聚合反应的温度为20℃～45℃，优选为30℃～45℃。自聚合反应之后，本专利技术优选将得到的复合膜进行热处理，形成厚度≥100nm的聚多巴胺层，从而得到聚合物复合薄膜。本专利技术中，所述热处理的作用在于，烘干得到的复合膜。本专利技术对所述热处理的方式没有特殊限定，可以选用本领域技术人员熟知的各种热处理方式即可，优选采用烘箱进行烘干。所述热处理优选在空气氛围中进行；所述热处理的温度为60℃～100℃，优选为80℃～100℃，更优选为100℃。所述热处理的时间为2～30min，优选为3～10min。上述聚合物薄膜层的材质以及聚多巴胺层的厚度同上，在此不再赘述。得到聚合物复合薄膜后，本专利技术采用紫外分光光度计，对所述聚合物复合薄膜的紫外透过率进行检测。实验结果表明，本专利技术提供的聚合物复合薄膜的紫外光透过率＜0.6％，紫外透过率较低，紫外光屏蔽功能较优。同时，对聚合物复合薄膜相比于对应的聚合物薄膜的重量增加量和拉伸强度变化率进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物复合薄膜，其特征在于，包括聚合物薄膜层和聚多巴胺层；所述聚多巴胺层的厚度≥100nm。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物复合薄膜，其特征在于，包括聚合物薄膜层和聚多巴胺层；
所述聚多巴胺层的厚度≥100nm。
2.根据权利要求1所述的聚合物复合薄膜，其特征在于，所述聚合物薄
膜层的材质选自聚偏氟乙烯、热塑性聚氨酯、聚偏氯乙烯、聚氯乙烯、聚乙
烯和聚丙烯中的一种或多种。
3.一种聚合物复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将多巴胺溶液在聚合物薄膜表面进行自聚合反应，形成厚度≥100nm的
聚多巴胺层，得到所述聚合物复合薄膜。
4.根据权利要求3所述的聚合物复合薄膜的制备方法，其特征在于，所
述多巴胺溶液为多巴胺和缓冲液的混合溶液。
5.根据权利要求3所述的聚合物复合薄膜的制备方法，其特征在于，所

【专利技术属性】
技术研发人员：熊征蓉，杨宇明，李同兵，董莉，盛德鲲，刘向东，孙磊，张航，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22