【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚醚砜改性及水基型上浆剂，具体涉及一种对苯乙烯磺酸钠嵌入聚醚砜分子链改性聚醚砜的方法及应用。
技术介绍
1、碳纤维(cf)增强热塑性复合材料由于其优异的机械性能、耐腐蚀性、易加工性和可回收性，在汽车行业、生物医学结构和航空航天部件中具有广泛的应用前景。聚醚醚酮(peek)作为热塑性塑料的代表，具有优异的热稳定性、化学惰性、阻燃性和机械强度。复合材料的使用温度和使用环境都受树脂基体控制，因此cf/peek复合材料具有耐高温、高比强度和高比模量的特点；这些特点使得cf/peek复合材料在航空领域获得了不可替代的地位。然而cf与peek之间的弱界面剪切力和低界面粘接强度，让cf/peek复合材料的应力传递效率变低，力学性能不理想。
2、针对cf与peek之间的弱界面剪切力和低界面粘接强度的问题，将上浆剂涂覆在碳纤维表面是工业中最常用的方法。研究表明，合适的上浆剂不仅可以改变cf表面的物理结构和化学特性，还可以增强peek与cf之间的化学或物理相互作用。前人研究出了很多适用于cf/peek复合材料的上浆剂，如对peek使用浓硫酸进行磺化，通过化学方法制备出peek的衍生物以及合成与peek分子结构相似的化学物质的上浆剂基质，然后制备溶剂型上浆剂或者水基上浆剂。这些方法虽然成功制备出了合适的上浆剂，对cf/peek复合材料的界面改善起到了很大的作用；然而溶剂型上浆剂对环境极不友好，而水基上浆剂大多都使用了表面活性剂，对复合材料的界面有一定的负面影响，而且它们合成上浆剂基质的方法大多都有流程繁琐、聚合条件苛刻、毒性
3、因此，研究出一种简单、经济、环保、适合工业化的无表面活性剂的水基施胶剂具有十分重要的实际应用价值。
技术实现思路
1、针对
技术介绍
提及上浆剂基质合成方法流程繁琐、聚合条件苛刻、毒性大的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种对苯乙烯磺酸钠嵌入聚醚砜分子链改性聚醚砜的方法及应用，旨在改善cf/peek复合材料的界面，易于工业化乙烯基单体紫外光改性聚醚砜的生产以及制备上浆剂。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种对苯乙烯磺酸钠嵌入聚醚砜分子链改性聚醚砜的方法，包括如下步骤：
4、s1、取聚醚砜(pes)与对苯乙烯磺酸钠(nass)于溶剂中溶解混合；
5、s2、将s1所得混合液于紫外灯照射条件下进行自由基聚合；
6、s3、将s2反应后的混合液滴入无水乙醇中，过滤分离出沉淀，洗涤干燥得到改性聚醚砜(pes-napss)。
7、进一步地，s1所述聚醚砜的重均分子量为50000，数均分子量为14300。
8、进一步地，s1所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)。
9、进一步地，s1中聚醚砜、对苯乙烯磺酸钠及溶剂按质量比2:3:95混合溶解。
10、进一步地，s2中紫外灯波长为254nm，照射时间为30min，辐射强度为0.6mw/cm2。
11、光接枝改性由于其操作相对简单、照射设备成本低廉、改性基本不影响材料本身的结构和性质而广泛应用于材料表面改性。另外，在光引发接枝聚合中，引发反应与温度无关，因为引发剂生色团的电子激发态的能量高于生成自由基所需的均相能量；其聚合速率对温度变化不敏感，在室温下即可实现，从而提高了聚合过程的可靠性，具有低能耗、绿色安全的特点。本专利技术用254nm的紫外光将对苯乙烯磺酸钠嵌入pes的分子链中，对其进行亲水性改性，避免了有毒化学试剂的使用，非常适合工业化生产。
12、本专利技术是基于pes具有光敏性，可以通过紫外光接枝技术来进行亲水改性。pes在无光引发剂或光敏剂的条件下，可经254nm的紫外光辐射其分子主链会分裂产生大分子自由基。这时，在亲水性乙烯基单体存在条件下，能发生自由基聚合反应，形成两亲大分子，改善聚醚砜的亲水性。对苯乙烯磺酸钠是一种耐高温，含有亲水基团的乙烯基单体，它的聚合物聚苯乙烯磺酸钠同样耐高温且极易溶于水，在cf/peek复合材料的加工温度下并不会分解，可作为聚醚砜接枝单体。
13、进一步地，s3所述洗涤干燥为采用去离子水洗涤，干燥温度为155℃。
14、本专利技术还提供了上述方法制得的改性聚醚砜在制备无表面活性剂的水基型上浆剂中的应用。该水基型上浆剂能够改善cf/peek复合材料界面性能。
15、进一步地，所述水基型上浆剂的制备方法为：将改性聚醚砜粉末溶解于混合溶剂中，加入去离子水超声剪切，蒸发回收二氯甲烷后得到水基型上浆剂。
16、进一步地，所述混合溶剂为二氯甲烷和二甲基亚砜(dmso)的混合溶液，dmso和二氯甲烷质量比为1:7.55，dmso为助溶剂和成膜剂；pes-napss、dmso、去离子水的质量比为0.3:1:48.7。
17、进一步地，所述超声剪切功率为1800w，频率为19.9khz，超声以工作5s、间隔10s。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
19、本专利技术通过紫外光照射条件对pes进行亲水性改性，在微观尺度上是在聚醚砜主链上嵌入一定量的对苯乙烯磺酸钠，使聚醚砜具有了大量亲水基团，增加了聚醚砜在水中的分散性能。本专利技术整个接枝改性过程都在dmf溶剂中以及紫外灯照射下完成，反应条件温和，反应后溶剂易回收，对环境温和无害，且对pes亲水性改性一步到位，操作步骤简单，反应条件、改性过程及后续制备水基型上浆剂都易于控制。
20、本专利技术将改性聚醚砜制备出合适的pes-napss水基型上浆剂，其不含表面活性剂，排除了表面活性剂可能对cf/peek复合材料界面存在的不利影响，对cf/peek复合材料的界面改善效果良好，具有很好的实际应用价值。
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1.一种对苯乙烯磺酸钠嵌入聚醚砜分子链改性聚醚砜的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的对苯乙烯磺酸钠嵌入聚醚砜分子链改性聚醚砜的方法，其特征在于，S1所述聚醚砜的重均分子量为50000，数均分子量为14300。
3.根据权利要求1所述的对苯乙烯磺酸钠嵌入聚醚砜分子链改性聚醚砜的方法，其特征在于，S1所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
4.根据权利要求1所述的对苯乙烯磺酸钠嵌入聚醚砜分子链改性聚醚砜的方法，其特征在于，S1中聚醚砜、对苯乙烯磺酸钠及溶剂按质量比2:3:95混合溶解。
5.根据权利要求1所述的对苯乙烯磺酸钠嵌入聚醚砜分子链改性聚醚砜的方法，其特征在于，S2中紫外灯波长为254nm，照射时间为30min，辐射强度为0.6MW/cm2。
6.根据权利要求1所述的对苯乙烯磺酸钠嵌入聚醚砜分子链改性聚醚砜的方法，其特征在于，S3所述洗涤干燥为采用去离子水洗涤，干燥温度为155℃。
7.如权利要求1-6任一项所述方法制得的改性聚醚砜在制备无表面活性剂的水基型上浆剂中的应用。
9.根据权利要求8所述应用，其特征在于，所述混合溶剂为二氯甲烷和二甲基亚砜的混合溶液，二甲基亚砜和二氯甲烷质量比为1:7.55；改性聚醚砜粉末、二甲基亚砜、去离子水的质量比为0.3:1:48.7。
10.根据权利要求8所述应用，其特征在于，所述超声剪切功率为1800W，频率为19.9kHz，超声以工作5s、间隔10s循环。
...【技术特征摘要】
1.一种对苯乙烯磺酸钠嵌入聚醚砜分子链改性聚醚砜的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的对苯乙烯磺酸钠嵌入聚醚砜分子链改性聚醚砜的方法，其特征在于，s1所述聚醚砜的重均分子量为50000，数均分子量为14300。
3.根据权利要求1所述的对苯乙烯磺酸钠嵌入聚醚砜分子链改性聚醚砜的方法，其特征在于，s1所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。
4.根据权利要求1所述的对苯乙烯磺酸钠嵌入聚醚砜分子链改性聚醚砜的方法，其特征在于，s1中聚醚砜、对苯乙烯磺酸钠及溶剂按质量比2:3:95混合溶解。
5.根据权利要求1所述的对苯乙烯磺酸钠嵌入聚醚砜分子链改性聚醚砜的方法，其特征在于，s2中紫外灯波长为254nm，照射时间为30min，辐射强度为0.6mw/cm2。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦文贞，雷凯旋，白树林，成名，曹建凡，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：
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