本發(fā)明涉及一種高分子量嵌段共聚物ps-pcl-pdms-pcl-ps改性環(huán)氧樹脂的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

環(huán)氧樹脂作為一類重要的熱固性樹脂，由于其優(yōu)良的性能廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。但高交聯(lián)度帶來的固有脆性及差的阻尼性能限制了其在高性能復(fù)合材料中的應(yīng)用。近年來，嵌段共聚物因其可以在選擇性溶劑中形成不同的形狀而廣受關(guān)注，在改性環(huán)氧樹脂方面也有研究，但很少有報(bào)道通過設(shè)計(jì)嵌段共聚物及其在環(huán)氧基體中的形態(tài)來獲得所需性能的研究。

殼核結(jié)構(gòu)是一種比較經(jīng)典的增韌環(huán)氧樹脂的方法。傳統(tǒng)的殼核結(jié)構(gòu)是通過乳液聚合反應(yīng)控制投料比來控制粒子的尺寸大小，一般選用橡膠態(tài)的柔性物質(zhì)為核，剛性聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)為殼，加入到環(huán)氧樹脂中可以有效的改善環(huán)氧樹脂的韌性，但其拉伸強(qiáng)度及模量會(huì)大大降低。

目前，衡正光等(hengz,zengz,zhangb,etal.enhancingmechanicalperformanceofepoxythermosetsviadesigningablockcopolymertoself-organizeinto“core–shell”nanostructure[j].rscadvances,2016,6(80):77030-77036.)人提供了一種低分子量的嵌段共聚物ps-pcl-pdms-pcl-ps(sldls-s)及環(huán)氧復(fù)合材料的制備方法。在增韌環(huán)氧樹脂的同時(shí)提升了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度，但是效果并不明顯，有待進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過控制反應(yīng)時(shí)產(chǎn)物不同的投量比來制備高分子量的嵌段共聚物sldls(聚苯乙烯-聚己內(nèi)酯-聚二甲基硅氧烷-聚己內(nèi)酯-聚苯乙烯)，將其加入到環(huán)氧樹脂中不僅提高了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度，同時(shí)也提升了其韌性及動(dòng)態(tài)剛性。

本發(fā)明提供了式ⅰ所示的嵌段共聚物，

所述嵌段共聚物n為18～645，t為10～706，m為5～100，數(shù)均分子量為50000～150000g/mol。

優(yōu)選地，所述嵌段共聚物n為46～60，t為348～436，m為42，數(shù)均分子量為89162～104158g/mol。

優(yōu)選地，所述嵌段共聚物的分子量分布指數(shù)為1～2，優(yōu)選為1.23～1.52。

優(yōu)選地，它是由如下原料制備而成：端羥基聚二甲基硅油、己內(nèi)酯、2-溴異丁基酰溴、苯乙烯。進(jìn)一步優(yōu)選地，它是由如下原料制備而成：

1)由端羥基聚二甲基硅油和己內(nèi)酯生成pcl-b-pdms-b-pcl，端羥基聚二甲基硅油和己內(nèi)酯的摩爾比為1.36:(140～237)；

2)pcl-b-pdms-b-pcl與2-溴異丁基酰溴反應(yīng)，得br-pcl-b-pdms-b-pcl-br，pcl-b-pdms-b-pcl與2-溴異丁基酰溴的摩爾比為1：10；

3)br-pcl-b-pdms-b-pcl-br與苯乙烯反應(yīng)，即得所述嵌段共聚物，br-pcl-b-pdms-b-pcl-br與苯乙烯的摩爾比為0.7：(540～567)。

本發(fā)明還提供了一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，它是以前述的嵌段共聚物作為添加劑，加上環(huán)氧預(yù)聚體與固化劑，制備得到的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

優(yōu)選地，所述嵌段共聚物的添加量為環(huán)氧預(yù)聚體的1wt％～60wt％，優(yōu)選為5wt％～20wt％。

優(yōu)選地，環(huán)氧預(yù)聚體與固化劑的重量比為1.37:1～3:1。

本發(fā)明還提供了一種制備前述的嵌段共聚物的方法，其特征在于：它包括如下步驟：

(1)取端羥基聚二甲基硅油，與己內(nèi)酯反應(yīng)，得到pcl-b-pdms-b-pcl；

(2)將pcl-b-pdms-b-pcl與2-溴異丁基酰溴反應(yīng)，得br-pcl-b-pdms-b-pcl-br；

(3)將br-pcl-b-pdms-b-pcl-br與苯乙烯反應(yīng)，即得所述嵌段共聚物。

優(yōu)選地，

步驟(1)的反應(yīng)方法是：取端羥基聚二甲基硅油和干燥的甲苯在無水無氧瓶中共沸除水，蒸出多余的甲苯；然后將己內(nèi)酯和辛酸亞錫加入到上述純化后的端羥基聚二甲基硅油中；經(jīng)過三次液氮冷凍-真空脫氣-解凍循環(huán)后，將負(fù)壓狀態(tài)下的燒瓶置入120℃恒溫油浴中攪拌反應(yīng)36h；待反應(yīng)結(jié)束后，將粗產(chǎn)物溶解于二氯甲烷(dcm)溶液中，然后逐滴滴入冷凍甲醇中沉淀，過濾；優(yōu)選地，所述辛酸亞錫的添加量為己內(nèi)酯的1wt‰；

步驟(2)的反應(yīng)方法是：將溶有三乙胺、pcl-b-pdms-b-pcl和4-二甲氨基吡啶的二氯甲烷溶液加入到三口圓底燒瓶中，在氬氣及冰浴的狀態(tài)下，攪拌混合均勻；將2-溴異丁基酰溴溶于二氯甲烷溶液中，冰浴狀態(tài)下通過恒壓漏斗逐滴加入到上述混合液中，滴加完成后室溫繼續(xù)攪拌反應(yīng)24h；反應(yīng)結(jié)束后將溶液旋蒸除去一半溶劑，將剩余產(chǎn)物逐滴滴入冷凍甲醇中沉淀，過濾；重復(fù)此溶解-沉淀-過濾過程三次，將純化后的產(chǎn)物在30℃的真空烘箱中干燥至恒重；

步驟(3)的反應(yīng)方法是：向無水無氧瓶中依次加入br-pcl-b-pdms-b-pcl-br、苯乙烯單體、溴化亞銅、n,n,n’,n”,n”-五甲基二乙烯三胺，經(jīng)過三次液氮冷凍-真空脫氣-解凍循環(huán)后，將負(fù)壓狀態(tài)下的燒瓶置入110℃恒溫油浴中磁力攪拌16h；待反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物暴露在空氣中冷卻至室溫至反應(yīng)停止；將產(chǎn)物溶于dcm并通過中性氧化鋁柱子以除去催化劑；旋蒸濃縮溶液并逐滴滴入冷凍甲醇中沉淀，過濾；經(jīng)三次溶解-沉淀-過濾過程后，將最終產(chǎn)物在30℃的真空烘箱中干燥至恒重，即可。

本發(fā)明制備得到了一種高分子量的嵌段共聚物，其與環(huán)氧樹脂的復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度大，韌性好，動(dòng)態(tài)剛性強(qiáng)，應(yīng)用前景良好。

顯然，根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更。

以下通過實(shí)施例形式的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的嵌段共聚物ldl及sldls-l-1的nmr。

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的嵌段共聚物ldl及sldls-l-1的gpc。

圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的嵌段共聚物ldl及sldls-l-2的nmr。

圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的嵌段共聚物ldl及sldls-l-2的gpc。

圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3含10wt％(a，a’)和20wt％(b，b’)sldls-l-1的環(huán)氧樹脂的tem照片。

圖6不同材料的拉伸強(qiáng)度嵌段共聚物添加量的變化圖。

圖7不同材料的斷裂伸長(zhǎng)率隨嵌段共聚物添加量的變化圖。

圖8不同材料的斷裂韌性(kic)隨嵌段共聚物添加量的變化圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1、高分子量嵌段共聚物ps-pcl-pdms-pcl-ps的制備(sldls-l1)

一、制備方法

高分子量嵌段共聚物sldls的合成過程如下：

1、pcl-b-pdms-b-pcl的制備

htpdms的分子量為3123，己內(nèi)酯的分子量為114，2-溴異丁基酰溴的分子量為229.91，苯乙烯的分子量為104。

取4.234g端羥基聚二甲基硅油(htpdms，m＝42)和干燥的甲苯在250ml無水無氧瓶中共沸除水，蒸出多余的甲苯，然后將16g己內(nèi)酯(ε-cl)和辛酸亞錫[sn(oct)2](添加量為1wt‰ε-cl)加入到上述純化后的htpdms中。經(jīng)過三次液氮冷凍-真空脫氣-解凍循環(huán)后，將負(fù)壓狀態(tài)下的燒瓶置入120℃恒溫油浴中攪拌反應(yīng)36h。待反應(yīng)結(jié)束后，將粗產(chǎn)物溶解于二氯甲烷(dcm)溶液中，然后逐滴滴入冷凍甲醇中沉淀，過濾。重復(fù)此溶解-沉淀-過濾過程三次以除去體系中可能存在的副產(chǎn)物和殘余單體。將純化后的產(chǎn)物在30℃的真空烘箱中干燥至恒重，產(chǎn)率為90～99％。得到的pcl-b-pdms-b-pcl的分子量為13582。

2、大分子引發(fā)劑br-pcl-b-pdms-b-pcl-br的制備

將溶有447mg三乙胺(tea)、15gho-pcl-b-pdms-b-pcl-oh和810mg4-二甲氨基吡啶(dmap)的dcm(二氯甲烷)溶液加入到三口圓底燒瓶中，在氬氣及冰浴的狀態(tài)下，攪拌混合均勻。將2.539g的2-溴異丁基酰溴(2-bib)溶于dcm溶液中，冰浴狀態(tài)下通過恒壓漏斗逐滴加入到上述混合液中，滴加完成后室溫繼續(xù)攪拌反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束后將溶液旋蒸除去一半溶劑，將剩余產(chǎn)物逐滴滴入冷凍甲醇中沉淀，過濾。重復(fù)此溶解-沉淀-過濾過程三次，將純化后的產(chǎn)物在30℃的真空烘箱中干燥至恒重，產(chǎn)率為95％～99％。

br-pcl-b-pdms-b-pcl-br的分子量為13732。

3、ps-b-pcl-b-pdms-b-pcl-b-ps的制備

向無水無氧瓶中依次加入10g大分子引發(fā)劑、66g苯乙烯單體、105mg溴化亞銅(cubr)、126mgn,n,n’,n”,n”-五甲基二乙烯三胺(pmdeta)，經(jīng)過三次液氮冷凍-真空脫氣-解凍循環(huán)后，將負(fù)壓狀態(tài)下的燒瓶置入110℃恒溫油浴中磁力攪拌16h。待反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物暴露在空氣中冷卻至室溫至反應(yīng)停止。將產(chǎn)物溶于dcm并通過中性氧化鋁柱子以除去催化劑。旋蒸濃縮溶液并逐滴滴入冷凍甲醇中沉淀，過濾。經(jīng)三次溶解-沉淀-過濾過程后，將最終產(chǎn)物在30℃的真空烘箱中干燥至恒重，產(chǎn)率為60～70％。

二、基本性質(zhì)(ps-b-pcl-b-pdms-b-pcl-b-ps的化學(xué)結(jié)構(gòu)及分子量檢測(cè))

通過1hnmr及gpc對(duì)ps-b-pcl-b-pdms-b-pcl-b-ps的化學(xué)結(jié)構(gòu)及分子量進(jìn)行表征，結(jié)果如圖1及圖2所示。

結(jié)果表明：ps-b-pcl-b-pdms-b-pcl-b-ps成功合成，其數(shù)均分子量為104158，分子量分布指數(shù)1.52，其結(jié)構(gòu)式為

其中，n為46，t為436，m為42。

實(shí)施例2、高分子量嵌段共聚物ps-pcl-pdms-pcl-ps的制備(sldls-l2)

一、制備方法

高分子量嵌段共聚物sldls的合成過程同實(shí)施例1。

htpdms的分子量為3123，己內(nèi)酯的分子量為114，2-溴異丁基酰溴的分子量為229.91，苯乙烯的分子量為104。

1、pcl-b-pdms-b-pcl的制備

取4.234g端羥基聚二甲基硅油(htpdms，m＝42)和一定量干燥的甲苯在250ml無水無氧瓶中共沸除水，蒸出多余的甲苯，然后將26.96g己內(nèi)酯(ε-cl)和辛酸亞錫[sn(oct)2](添加量為1wt‰ε-cl)加入到上述純化后的htpdms中。經(jīng)過三次液氮冷凍-真空脫氣-解凍循環(huán)后，將負(fù)壓狀態(tài)下的燒瓶置入120℃恒溫油浴中攪拌反應(yīng)36h。待反應(yīng)結(jié)束后，將粗產(chǎn)物溶解于適量的二氯甲烷(dcm)溶液中，然后逐滴滴入冷凍甲醇中沉淀，過濾。重復(fù)此溶解-沉淀-過濾過程三次以除去體系中可能存在的副產(chǎn)物和殘余單體。將純化后的產(chǎn)物在30℃的真空烘箱中干燥至恒重，產(chǎn)率為90～99％。得到的pcl-b-pdms-b-pcl的分子量為16874。

2、大分子引發(fā)劑br-pcl-b-pdms-b-pcl-br的制備

同實(shí)施例1。br-pcl-b-pdms-b-pcl-br的分子量為17024。

3、ps-b-pcl-b-pdms-b-pcl-b-ps的制備

向無水無氧瓶中依次加入12g、大分子引發(fā)劑56.896g苯乙烯單體、204mg溴化亞銅(cubr)、247mgn,n,n’,n”,n”-五甲基二乙烯三胺(pmdeta)，經(jīng)過三次液氮冷凍-真空脫氣-解凍循環(huán)后，將負(fù)壓狀態(tài)下的燒瓶置入110℃恒溫油浴中磁力攪拌16h。待反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物暴露在空氣中冷卻至室溫至反應(yīng)停止。將產(chǎn)物溶于dcm并通過中性氧化鋁柱子以除去催化劑。旋蒸濃縮溶液并逐滴滴入冷凍甲醇中沉淀，過濾。經(jīng)三次溶解-沉淀-過濾過程后，將最終產(chǎn)物在30℃的真空烘箱中干燥至恒重，產(chǎn)率為50～60％。

二、基本性質(zhì)(ps-b-pcl-b-pdms-b-pcl-b-ps的化學(xué)結(jié)構(gòu)及分子量檢測(cè))

通過¹hnmr及gpc對(duì)ps-b-pcl-b-pdms-b-pcl-b-ps的化學(xué)結(jié)構(gòu)及分子量進(jìn)行表征，結(jié)果如圖3及圖4所示。

結(jié)果表明：ps-b-pcl-b-pdms-b-pcl-b-ps成功合成，其數(shù)均分子量為89162，分子量分布指數(shù)1.23，其結(jié)構(gòu)式為

其中，n為60，t為348，m為42。

實(shí)施例3、環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的制備

按表1所示比例，將實(shí)施例1制備的嵌段共聚物ps-b-pcl-b-pdms-b-pcl-b-ps(sldls-l1)加入到環(huán)氧預(yù)聚體(dgeba)中，在120℃下劇烈攪拌至形成均勻透明的溶液，再將固化劑moca加入體系中，快速劇烈攪拌直至獲得均勻透明的溶液。將所得共混溶液放入120℃真空烘箱1h以除去體系內(nèi)氣泡，然后將其倒入聚四氟乙烯模具，150℃固化2h，然后升溫至180℃固化2h，固化反應(yīng)結(jié)束后，脫模得到含嵌段共聚物的環(huán)氧熱固性樹脂。

實(shí)施例4環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的制備

按表1所示比例，將實(shí)施例2制備的嵌段共聚物ps-b-pcl-b-pdms-b-pcl-b-ps(sldls-l2)加入到環(huán)氧預(yù)聚體(dgeba)中，在120℃下劇烈攪拌至形成均勻透明的溶液，再將固化劑moca加入體系中，快速劇烈攪拌直至獲得均勻透明的溶液。將所得共混溶液放入120℃真空烘箱1h以除去體系內(nèi)氣泡，然后將其倒入聚四氟乙烯模具，150℃固化2h，然后升溫至180℃固化2h，固化反應(yīng)結(jié)束后，脫模得到含嵌段共聚物的環(huán)氧熱固性樹脂。

表1：不同混合液的用料配比

以下用試驗(yàn)例的方式來說明本發(fā)明的有益效果：

試驗(yàn)例1本發(fā)明制備的嵌段共聚物及環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料所做的性質(zhì)檢測(cè)

一、材料制備

1、本發(fā)明材料：分別取實(shí)施例3和實(shí)施例4制備的復(fù)合材料；

2、對(duì)比材料1：不含嵌段共聚物的環(huán)氧樹脂的制備

將60g環(huán)氧預(yù)聚體dgeba、24g固化劑moca在120℃下劇烈攪拌，直至形成均勻透明的溶液。將所得共混溶液放入120℃真空烘箱1h以除去體系內(nèi)氣泡，然后將其倒入聚四氟乙烯模具，150℃固化2h，然后升溫至180℃固化2h，固化反應(yīng)結(jié)束后，脫模得到不含嵌段共聚物的環(huán)氧熱固性樹脂

3、對(duì)比材料2：ldl/ep復(fù)合材料

制備方法為：按表2將嵌段共聚物pcl-b-pdms-b-pcl(ldl)加入到環(huán)氧預(yù)聚體(dgeba)中，在120℃下劇烈攪拌至形成均勻透明的溶液，再將固化劑moca加入體系中，快速劇烈攪拌直至獲得均勻透明的溶液。將所得共混溶液放入120℃真空烘箱1h以除去體系內(nèi)氣泡，然后將其倒入聚四氟乙烯模具，150℃固化2h，然后升溫至180℃固化2h，固化反應(yīng)結(jié)束后，脫模得到含嵌段共聚物的環(huán)氧熱固性樹脂。

表2：不同混合液的用料配比

4、對(duì)比材料3：含低分子量的嵌段共聚物的環(huán)氧樹脂的制備(sldls-s)

制備方法為：低分子量嵌段共聚物的制備方法同文獻(xiàn)hengz,zengz,zhangb,etal.enhancingmechanicalperformanceofepoxythermosetsviadesigningablockcopolymertoself-organizeinto“core–shell”nanostructure[j].rscadvances,2016,6(80):77030-77036，按表3將低分子量嵌段共聚物ps-b-pcl-b-pdms-b-pcl-b-ps(sldls-s)加入到環(huán)氧預(yù)聚體(dgeba)中，在120℃下劇烈攪拌至形成均勻透明的溶液，再將固化劑moca加入體系中，快速劇烈攪拌直至獲得均勻透明的溶液。將所得共混溶液放入120℃真空烘箱1h以除去體系內(nèi)氣泡，然后將其倒入聚四氟乙烯模具，150℃固化2h，然后升溫至180℃固化2h，固化反應(yīng)結(jié)束后，脫模得到含嵌段共聚物的環(huán)氧熱固性樹脂。

表3：不同混合液的用料配比

二、檢測(cè)方法

1、透射電鏡

利用徠卡uc7低溫超薄切片機(jī)在-120℃下對(duì)樣品進(jìn)行切片，所得式樣厚度100～150nm。經(jīng)過15min四氧化釕常溫熏染后，在tecnaig2f20型透射電鏡上進(jìn)行觀察，低電子束流小于10ma，加速電壓為120kev。

由圖5可知，球狀嵌段共聚物均勻的分布在環(huán)氧樹脂基體內(nèi)，尺寸為20～40nm。表明嵌段共聚物sldls-l1在環(huán)氧基體內(nèi)發(fā)生微觀相分離，形成以柔性pdms為核、剛性ps為殼的“核-殼”結(jié)構(gòu)，成功制備了含嵌段共聚物的環(huán)氧納米復(fù)合材料。

2、拉伸性能

采用instron5567萬能材料拉伸試驗(yàn)機(jī)，根據(jù)gb/t2567-2008標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試試樣的拉伸性能，測(cè)試速度為10mm/min。

由圖6可知，隨嵌段共聚物sldls含量的增加，納米復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率先增加后基本保持不變，拉伸強(qiáng)度先增加后降低。比如，當(dāng)sldls-l1添加量為10wt％時(shí)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值89.45mpa；當(dāng)添加量為15wt％時(shí)，復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到最大值6.43％。

由圖7可知，相比于ldl改性環(huán)氧樹脂來說，sldls-l對(duì)復(fù)合材料的拉伸性能貢獻(xiàn)更大。當(dāng)sldls-l嵌段共聚物的添加量為10wt％時(shí)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均高于ldl/ep復(fù)合材料。

3、動(dòng)態(tài)機(jī)械性能分析

采用taq800動(dòng)態(tài)機(jī)械性能測(cè)試儀的三點(diǎn)彎曲梯度升溫模式進(jìn)行測(cè)試，升溫速率為3℃/min，測(cè)試溫度范圍為30～250℃。

表4為添加不同嵌段共聚物含量的復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)機(jī)械性能測(cè)試結(jié)果。隨著高分子量嵌段共聚物添加量的增加，復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度逐漸降低，同時(shí)，復(fù)合材料的有效阻尼溫域明顯增加。加入高分子量嵌段共聚物，使復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量增加，動(dòng)態(tài)剛性增加。當(dāng)添加量為15wt％時(shí)，復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量達(dá)到最大值。

表4、不同嵌段共聚物含量的復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)機(jī)械性能測(cè)試

4、斷裂韌性分析

斷裂韌性測(cè)試樣條如圖所示。按照astme399標(biāo)準(zhǔn)，采用三點(diǎn)彎曲模式，測(cè)試速率為2mm/min。材料的斷裂韌性(kic)可由下式計(jì)算得到:

由圖8可知，嵌段共聚物的加入使環(huán)氧納米復(fù)合材料的kic值均高于純環(huán)氧樹脂且隨著嵌段共聚物含量的增加，kic值先增加后基本保持不變。比如，當(dāng)sldls-l1嵌段共聚物添加量為20wt％時(shí)，復(fù)合材料的kic值達(dá)到1.43mn/m^3/2。復(fù)合材料的斷裂韌性得到顯著提高。

三、總結(jié)

以雙端羥基聚二甲基硅氧烷,ε-己內(nèi)酯和苯乙烯為原料，通過控制反應(yīng)物不同的投料比，得到了一種既有柔性段(pcl和pdms)又有剛性段(ps)的兩親性高分子嵌段共聚物ps-b-pcl-b-pdms-b-pcl-b-ps。將上述嵌段共聚物與環(huán)氧樹脂共混，制備了具有納米結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。透射電鏡的結(jié)果表明嵌段共聚物在環(huán)氧樹脂基體內(nèi)發(fā)生微相分離，嵌段共聚物自發(fā)形成的“殼-核”結(jié)構(gòu)均勻分散在環(huán)氧樹脂基體內(nèi)。

對(duì)納米復(fù)合材料進(jìn)行的機(jī)械性能測(cè)試結(jié)果表明：相比于純環(huán)氧樹脂，嵌段共聚物的引入有效的提高了納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和斷裂韌性。動(dòng)態(tài)機(jī)械性能分析結(jié)果表明，隨嵌段共聚物添加量的增加，復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度逐漸降低，有效阻尼溫域和儲(chǔ)能模量明顯增加。斷裂韌性分析表明，嵌段共聚物的引入使納米復(fù)合材料的斷裂韌性得到顯著提高。

并且，與低分子量嵌段共聚物與環(huán)氧樹脂的復(fù)合材料相比，本發(fā)明高分子量嵌段共聚物與環(huán)氧樹脂的復(fù)合材料，其拉伸強(qiáng)度大幅提高，同時(shí)韌性和動(dòng)態(tài)剛性也得到了提高。

綜上，本發(fā)明方法制備得到了一種高分子量的嵌段共聚物，還制備得到了它與環(huán)氧樹脂的復(fù)合材料，該復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度大，韌性好，動(dòng)態(tài)剛性強(qiáng)，應(yīng)用前景良好。