本发明专利技术属于聚硅氧烷复合材料领域，具体涉及聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物及其制备方法和应用，制备方法包括：用聚乙烯醇钠引发剂开环八甲基环四硅氧烷，得到以碳为主链，线性聚硅氧烷为侧链的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物。本发明专利技术的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物可用于降低PET膜的雾度，本发明专利技术的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物还可用于硅橡胶共混，以调节硅橡胶拉伸强度和柔韧性的聚硅氧烷复合材料，从而拓宽了聚硅氧烷在增透降雾和调节硅橡胶性能方面的应用与研究。面的应用与研究。面的应用与研究。
【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于聚硅氧烷复合材料领域，具体涉及一种聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]聚硅氧烷主链是由重复的Si
‑
O键组成，硅原子连接着有机基团的聚合物。因为聚硅氧烷拥有无毒、良好的生物相容性、较好的热稳定性、良好的耐低温性、低表面张力和表面能、柔韧性好和高弹性等优点，在应变传感器、涂层、生物设备等先进材料都有着广泛的应用价值。而聚硅氧烷生胶虽然也存在一定的应用特性，但也存在不少缺点，如强度低、弹性小和成品状态不稳定等，所以需要对其进行固化加工拓宽其应用范围。聚硅氧烷固化后，因为原料、主要性能和固化成型工艺的不同，使其能广泛应用于模具、建筑行业、电子行业、和汽车、船舶及航空等领域。
技术实现思路
[0003]本专利技术公开了一种聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物、聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物的制备方法及其应用，通过聚乙烯醇与聚硅氧烷链段产生的相分离区域与聚硅氧烷自身良好的透光性能达到增加透光率的目的，又因为聚硅氧烷自身的流动性和吸附性让聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物均匀贴合于薄膜表面出现降低雾度的效果，使得本专利技术的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物在增透降雾方面有进一步的研究；通过接枝聚合物自身结构的作用，达到调节硅橡胶延伸率的目的，改善其韧性，拓宽了本专利技术的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物在调节硅橡胶应用性能方面的研究。
[0004]为了实现本专利技术目的，所采用的技术方案为：
[0005]一种聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物，结构式如下：
[0006]式中x、y及z均大于0。
[0007]上述的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物的制备方法，其反应方程式如下：
[0008][0009]进一步的，聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)大分子引发剂的制备：将聚乙烯醇(PVA)在二甲基亚砜(DMSO)溶液中充分搅拌直至混合均匀，加入金属钠，保持温度在35
±
10℃下充分搅拌反应(反应时间优选2h)，即得大分子引发剂(PVA
‑
ONa)溶液；
[0011]更进一步的，其中聚乙烯醇型号为1788、0588和0388；所述聚乙烯醇中羟基与金属钠的摩尔比为1.03:1。通过改变聚乙烯醇的型号和单体用量，得到不同分子量带反应性硅羟基的聚合物。其中优选0388型，因为聚乙烯醇分子量的调整，影响侧链接枝上聚硅氧烷数量的多少，聚硅氧烷链段是疏水性的，因此通过接枝共聚物的接触角变化，大致可以判断哪种型号的聚乙烯醇能够更好的接枝上聚硅氧烷，通过试验结果可知，0388型聚乙烯醇能更好的接枝上聚硅氧烷，原因是其链段较短与单体D4的碰撞概率更大，因此能接枝上更多的聚硅氧烷。
[0012](2)聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物的制备：将步骤(1)中制备得到的大分子引发剂加入八甲基环四硅氧烷(D4)中，保持温度在60
±
20℃下反应4
±
2h后用盐酸终止反应，得粗产物，然后洗涤并真空烘干后，即得所述聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物；
[0013]其中聚乙烯醇钠大分子引发剂溶液与八甲基环四硅氧烷的体积比为0.5～2：1，其中聚乙烯醇大分子引发剂溶液中聚乙烯醇大分子引发剂的质量分数为1％。
[0014]更进一步的，所述洗涤是指使用无水乙醇洗涤粗产物。
[0015]上述聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物的应用，用于涂覆改性PET薄膜。
[0016]进一步限定了聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物涂覆改性PET薄膜的方法：将上述的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物加入易挥发的正己烷溶剂中，随后加入正硅酸四乙酯，超声分散均匀，再加入二月桂酸二丁基锡催化剂，激烈搅拌均匀后，静置消泡，得到预固化溶液，吸取预固化溶液滴加到洗涤过的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜上，通过旋转涂覆法让溶剂挥发，室温下脱醇固化，即得到聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物涂覆改性的PET薄膜
[0017]更进一步的，其中所述聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物在正己烷溶剂中的固含量为1％
‑
10％；
[0018]和/或，正硅酸四乙酯的用量为聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物质量的2％
‑
4％；
[0019]和/或，二月桂酸二丁基锡的用量为聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物质量的0.5％；
[0020]和/或，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的洗涤方法为先用乙醇洗涤1次，再用去离子水洗涤1次后再用乙醇清洗1次；使用KW
‑
4A型台式匀胶机进行旋转涂覆，转速为1500r/min。
[0021]上述聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物的应用，用于硅橡胶共混改性，达到提高硅橡胶的延伸率并改善硅橡胶的韧性的目的。
[0022]进一步限定了，硅橡胶共混改性方法，包括如下步骤：将上述的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物与107胶(考虑到本产品要进行脱醇固化，因此选择能在同一条件下能进行脱醇固化反应的107胶(端羟基聚二甲基硅氧烷，端头包含有Si
‑
OH与本产品一样能进行脱醇固化反应))按设定比例充分分散溶解在二甲苯中，随后加入正硅酸四乙酯，超声分散均匀，再加入二月桂酸二丁基锡催化剂，激烈搅拌均匀后，静置消泡，得预固化液，再将预固化液倒入模具中，抽真空消除气泡，在50
±
20℃真空下脱醇固化48
±
24h，随后在100
±
20℃真空下保持2
±
1h，再在120
±
10℃真空下保持至少2h，即得到共混硅橡胶。聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物在与107胶制成共混硅橡胶后能改善其延伸率和韧性，提高107胶的应用范围。
[0023]更进一步的，所述聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物与107胶共混物在二甲苯溶剂中的固含量为40％；
[0024]和/或，107胶的粘度为8000cs；
[0025]和/或，正硅酸四乙酯的用量为共混物质量的2％
‑
4％；
[0026]和/或，二月桂酸二丁基锡的用量为共混物质量的0.5％
‑
10％。
[0027]与现有技术相比，本专利技术取得了如下有益效果：
[0028]本专利技术提供了一种聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物，具备较好的稳定性、耐水和耐介质腐蚀的特性，且具备聚硅氧烷自身良好的透光性和良好的流动性，同时聚乙烯醇与聚硅氧烷链段产生相分离区域，光可以直接穿过相分离区域，增加其透光率，而聚硅氧烷自身良好的透光性也能达到增加透光率的效果。
[0029]本专利技术提供的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物的制备方法，首先制备聚乙烯醇钠大分子引发剂，然后再开环聚合得到以碳为主链，聚硅氧烷为臂的接枝聚合物。具有制备方法简单，成本低，且产率可达60％
‑
85％。
[0030]本专利技术通过聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物的聚乙烯醇与聚硅氧烷链段产生的相分离区域与聚硅氧烷自身本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物，其特征在于：结构式如下：式中x、y及z均大于0。2.如权利要求1所述的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物的制备方法，其特征在于：反应方程式如下：3.根据权利要求2所述的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)大分子引发剂的制备：将聚乙烯醇在二甲基亚砜溶液中充分搅拌直至混合均匀，加入金属钠，保持温度在35
±
10℃下充分搅拌反应，即得大分子引发剂溶液；(2)聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物的制备：将步骤(1)中制备得到的大分子引发剂加入八甲基环四硅氧烷中，保持温度在60
±
20℃下反应4
±
2h后用盐酸终止反应，洗涤并真空烘干后，即得所述聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物。4.根据权利要求3所述的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物的制备方法，其特征在于：步骤(1)中聚乙烯醇型号为1788、0588和0388；所述聚乙烯醇中羟基与金属钠的摩尔比为1.03:1；步骤(2)中聚乙烯醇钠大分子引发剂溶液与八甲基环四硅氧烷的体积比为0.5～2:1，其中聚乙烯醇大分子引发剂溶液中聚乙烯醇大分子引发剂的质量分数为1％；和/或，步骤(2)中所述洗涤是指使用无水乙醇洗涤粗产物。5.如权利要求1所述的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物的应用，其特征在于：用于涂覆改性PET薄膜。6.聚乙烯醇接枝聚硅氧烷聚合物涂覆改性PET薄膜的方法，其特征在于：包括如下步
骤：将如权利要求1所述的聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物，加入正己烷溶剂中，随后加入正硅酸四乙酯，超声分散均匀，再加入二月桂酸二丁基锡催化剂，激烈搅拌均匀后，静置消泡，得到预固化溶液，吸取适量的预固化溶液滴加到洗涤过的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜上，通过旋转涂覆法让溶剂挥发，室温下脱醇固化，即得到聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物涂覆改性的PET薄膜。7.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜彦，陈娟，张洪文，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：
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