专利名称：：聚合物基复合材料界面的聚合物刷结构及其构筑方法和应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种聚合物刷结构及其构筑方法和应用，尤其是聚合物基复合材料界面的聚合物刷结构及其构筑方法和应用。
背景技术：
：界面是复合材料重要的微结构，界面的结构与性能决定了复合材料的性能。要使复合材料中的增强纤维充分发挥增强作用，必须在纤维与树脂基体间形成有效的界面粘结。无机的增强材料与聚合物间的相容性、亲和性一般较差，通常情况下难以形成有效的粘结，纤维无法充分发挥其增强的作用，复合材料的力学性能较差。通过对纤维的表面改性(如蚀刻、表面接枝、偶联剂处理、表面涂覆等方法)及树脂基体的物理、化学改性(引入可反应的活性基团)等方法，可以改善纤维与基体间的润湿性，甚至在纤维与基体之间形成化学键结合，能有效地提高纤维与基体间的界面粘结强度，有利于提高复合材料的强度及模量。但过强的界面粘结会造成复合材料冲击韧性的下降，为了获得冲击韧性较好的复合材料，不得不牺牲部分强度和模量，设计适度的界面粘结。纤维增强的聚合物复合材料中存在应力集中现象，增强材料与树脂基体间热物理性质存在较大的差异，在复合材料制备、成型及储存过程中由于温度的变化，会在界面处形成热应力，将对界面传递载荷的能力产生不利影响。细观力学分析认为，在界面引入柔性层，能使界面均匀地传递载荷、减少应力集中、松弛界面残余应力、提高复合材料的韧性。国外学者"^在纤维表面通过聚合及涂覆等方法包覆一层橡胶状的柔性链聚合物或模量及玻璃化转变温度低于基体树脂的热塑性聚合物，希望在强度、模量没有显著下降的情况下，较大程度地提高复合材料的抗冲性能，国内也有学者进行了类似的研究。发明人通过橡胶分子链在玻璃纤维表面的接枝与交联，在玻璃纤维增强聚丙烯复合材料中引入了界面柔性层，获得了韧性较高的复合材料。如文献[1]MohammadM.Ranjbaran,BaminKhomami"PolymerEngineeringandScience,1996,36:1875-1885.[2]PegorettiA,AccorsiM.L.,DibenedettoA.T.，JournalofMaterialsScience,1996,31:6145-6153.[3]TillieM.N.，LamT.M.，GerardJ.R，CompositesScienceandTechnology,1998，58:659-663.[4]PegorettiA.，FidanzaM.，MigliaresiC.，DibenedettoA.T"Composites,PartA:AppliedScienceandManufacturing,1998，29:283-291.[5]LabroniciM.，ZshidaH.，CompositeInterfaces,1998,5:257-275.[6]RohchoonPark,JyongsikJang,CompositesScienceandTechnology,1998，58:979-985。但这类界面层的性质及其引入的工艺条件对界面结合强度有很大的影响，引入的柔性层很难与基体聚合物形成良好的粘结，界面剪切强度较低，材料强度及模量均有不同程度的下降。如何获得高强度、高韧性的界面结构，是使复合材料强度、模量及韧性等性能均衡提高的关键，仍是国内外复合材料研究者需要进一步解决的问题。发明人合成了一种无规共聚物大分子偶联剂(CN1298890A),采用该偶联剂对无机填料(云母、碳酸钙、滑石粉、硅灰石、玻璃微珠)进行表面处理，在一定程度上提高了填料填充聚丙烯复合材料的力学性能。但局限于无规共聚物的分子结构特征，偶联剂与聚合物基体之间的相互作用及形成的界面结构通过变形吸收能量的能力有待于进一步增强。发明人还通过阴离子聚合反应可控合成了一种嵌段共聚物，如CN1446834A专利所公开的技术，采用所合成的共聚物对云母、硅灰石、木粉、玻璃微珠进行改性，有效地改善了改性填料与聚丙烯、聚苯乙烯复合材料的强度、模量及韧性；采用合成的共聚物处理的玻璃纤维与聚苯乙烯复合后，亦可在一定程度上提高复合材料的界面粘结强度。
发明内容本发明公开一种聚合物基复合材料界面的聚合物刷结构及其构筑方法和在复合材料制备过程中的应用，通过在复合材料界面构筑聚合物刷结构，克服现有技术中韧性差及强度、模量下降的不足，为高强度、高刚性、高韧性聚合物基复合材料的开发提供增强、增韧的界面设计新方法。技术构思设计并合成一类结构可控的三嵌段共聚物，采用该共聚物处理增强材料，共聚物通过其中的硅烷偶联剂嵌段水解后形成的硅羟基与增强材料形成化学键结合等强相互作用。在增强材料与聚合物基体的复合过程中，己与增强材料形成强相互作用的嵌段共聚物进行组装，与树脂基体相容性好的嵌段A伸展进入基体中，形成"刷毛"，共聚物的柔性链段B在增强材料表面沉积，形成界面柔性层，从而在复合材料的界面形成"聚合物刷"结构。在该聚合物刷结构中，"刷毛"通过与基体分子链形成相互缠结或互锁结构以及参与基体的固化反应等方式，与基体形成强相互作用，在增强材料与基体间形成牢固的界面粘结；中间柔性嵌段B所形成的界面柔性层可缓解应力集中、松弛热应力、大量吸收外加冲击能量及裂纹扩展能量，从而在复合材料中获得高强度、高韧性的界面结构。技术方案本发明所采用的三元嵌段共聚物，其结构片段如下一(A)ni~(B)n2~(C)n3—,嵌段A为聚苯乙烯；嵌段B选择与基体相容性稍差且玻璃化温度低于室温的柔性链段，可采用包括聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸叔丁酯等中的一种；嵌段C为可与增强材料形成强相互作用的嵌段，常用的为带双键的硅烷偶联剂。nl为嵌段A的聚合度，其值在50300之间；n2为嵌段B的聚合度，其值在50150之间；n3为嵌段C的聚合度，其值在122之间。设计结构的共聚物采用原子转移自由基聚合(ATRP)方法可控合成，通过调节引发剂、单体的加入量及配比等，可严格控制嵌段共聚物的结构及各嵌段的长度。上述结构的聚合物是采用如下步骤合成的(1)A嵌段一(A)m—的合成采用原子转移自由基聚合方法，三口烧瓶中加入定量的A嵌段的单体苯乙烯、配体、金属卤化物和引发剂，搅拌并通入氮气，缓慢升温至75'C90'C，保温反应58h后，用四氢呋喃溶解，于无水甲醇中沉淀，真空干燥，得到产品为C-Br键端基的A嵌段一(A)m—Br。(2)A、B二嵌段共聚物^(A)rn—(B)n2—的合成在氮气保护下的三口烧瓶中加入一定配比的溶剂、嵌段B的单体、配体、金属卤化物和C-Br键端基的^A)m—Br聚合物引发剂，40'C120'C搅拌440h后停止反应。纯化、分离步骤同(l)，得到以C-Br键为端基的A、B二嵌段共聚物"(A)in^(B)n2—Br。(3)A、B、C三嵌段共聚物一(A)m^(B)n2""(C)n3—的合成将C-Br键为端基的A、B二嵌段共聚物^(A)m^(B)n2—B、金属卤化物、配体、溶剂和C嵌段的单体置于氮气氛的三口烧瓶中于40'C12(rC反应，纯化步骤同(2)，即得到三嵌段共聚物"(A)iH""(B)n2—(C)n3—。7所述的配体、催化剂和引发剂的投料比为1:1:1。所述的引发剂包括Ct-卤代物、(X-溴(氯)代苯乙垸、(X-溴异丁酸乙酯；所述的金属卤化物包括CuCl/CuBr或FeCl2;所述的配体包括N,N,N',N',N〃-五甲基二亚乙基三胺或2-2，-联吡啶；所述的溶剂包括二甲苯、甲苯、苯、丙酮、环己酮或二甲基甲酰胺中的一种。嵌段共聚物对增强材料的表面处理及其两者强相互作用的形成将所合成的嵌段聚合物置于二甲苯溶剂中，加入pH45的醋酸水溶液使嵌段聚合物中的硅烷偶联剂嵌段发生水解反应，形成可与增强材料形成强相互作用的硅羟基，控制嵌段共聚物的浓度为0.1%2%wt%,搅拌0.52h形成均匀稳定的分散体系，作为对增强材料的处理剂，也可以与其它助剂共同组成对增强材料的处理剂。采用该处理剂浸泡或涂覆增强材料，于室温放置30min去除多余处理剂，置于8(TC环境中，去除溶剂、水等分散介质并使偶联剂嵌段与增强材料表面发生反应，90min后升温至120'C继续反应30min，嵌段共聚物通过偶联剂嵌段的硅羟基与增强材料表面形成化学键结合等强相互作用。所述增强材料包括玻璃(纤维、微珠)、玄武岩纤维、云母、硅灰石、滑石粉等。增强材料与树脂的复合及嵌段共聚物在界面的组装(1)增强材料与热塑性树脂复合经嵌段共聚物处理的增强材料与熔融状态的热塑性树脂在压力作用下接触，热塑性聚合物熔体的粘度通常较高，适当提高聚合物熔体的温度，有利于降低其粘度，促进其与玻璃纤维紧密接触并形成良好的润湿，复合温度通常比其熔点温度高308(TC。增强材料与树脂发生相互作用，已与增强材料表面形成强相互作用的嵌段共聚物中的聚苯乙烯链段(嵌段A)与基体树脂具有良好的相容性，通过扩散嵌段A分子链进入基体中与树脂形成分子链相互缠结或互锁结构，柔性嵌段B则于增强材料表面沉积形成界面柔性层。(2)增强材料与热固性树脂(不饱和聚酯、乙烯基树脂等)复合将树脂与固化剂、固化促进剂等按一定的配比混合，混合均匀形成胶液，将经嵌段共聚物处理过的增强材料与胶液混合，固化后得到玻璃纤维增强复合材料板材。增强材料与胶液接触后，已与增强材料表面形成强相互作用的嵌段共聚物中的聚苯乙烯链段(嵌段A)与基体树脂具有良好的相容性(不饱和聚酯、乙烯基树脂以苯乙烯为稀释剂)，通过扩散嵌段A分子链进入基体中与树脂形成分子链相互缠结或互锁结构，柔性嵌段B则于增强材料表面沉积形成界面柔性层。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是PS-b-PnBA-b-MPS的红外光谱图。图2是PS-b-PnBA-b-PMPS的核磁共振谱图。图3是嵌段共聚物处理的玻璃表面经溶剂长期淋洗后全反射红外光谱图。图4是嵌段共聚物改性玻璃纤维(a)和表面包覆基体聚苯乙烯后熔融前(b)后(c)的DSC曲线。图5是三嵌段共聚物处理的硅片表面与聚苯乙烯复合后的AFM图。附图符号说明图1中，光谱图横轴Wavenumber为波数，纵轴Transmittance为透光率。图3中，光谱图横轴Wavemimber为波数，纵轴Transmittance为透光率。图4中，DSC曲线横轴Temperature为温度，纵轴Heatflow为热焓。具体实施例方式实施例1(1)苯乙烯/丙烯酸丁酯/"甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷三嵌段共聚物的合成①大分子苯乙烯引发剂的合成在氮气氛的250ml三口烧瓶中，依次加入50ml苯乙烯，0.913mlN,N，N'，N',N"-五甲基二亚乙基三胺，0.626g催化剂CuBr，搅拌30min使混合物成为均相，然后用针筒注入0.65ml引发剂溴苄，搅拌升温至9(TC反应8小时后降温冷却，停止反应，加入120ml四氢呋喃使产物溶解，产物过Al203柱以吸附催化剂及去除铜离子，溶液加入到无水甲醇溶剂中，有沉淀物析出，抽滤得到沉淀物为C-Br键端基的大分子苯乙烯引发剂。②苯乙烯/丙烯酸丁酯二嵌段共聚物的合成在氮气氛的250ml三口烧瓶中依次加入6.89g①中所合成的大分子苯乙烯引发剂、O.llg催化剂CuBr、10ml丙烯酸丁酯和25ml丙酮，搅拌30min后加入0.15ml配位体N，N，N'，N',N"-五甲基二亚乙基三胺，升温至ll(TC反应27小时，在产物中加入四氢呋喃溶剂，混合物过Al203柱以吸附催化剂及去除铜离子，溶液加入到无水甲醇溶剂中，有沉淀物析出，抽滤分离的沉淀物经60'C真空干燥24小时，得到带C-Br端基的苯乙烯/丙烯酸丁酯二嵌段共聚物；③苯乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷三嵌段共聚物的合成在氮气氛的250ml三口烧瓶中依次加入25ml二甲苯，7.88g②中所合成的带C-Br端基的苯乙烯/丙烯酸丁酯二嵌段共聚物，搅拌至完全溶解，再加入O.llg催化剂CuBr、4mli甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，搅拌30min后加入0.16ml配位体N,N，N'，N'，N"-五甲基二亚乙基三胺，然后升温至12(TC，在搅拌下反应24h后停止反应。在产物中加入四氢呋喃溶剂，混合物过八1203柱以吸附催化剂及去除铜离子，溶液加入到无水甲醇溶剂中，有沉淀物析出，抽滤分离的沉淀物经60'C真空千燥24小时，得到苯乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅垸三嵌段共聚物。苯乙烯/丙烯酸丁酯/Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷三嵌段共聚物红外谱图见附图1，核磁谱图见附图2。根据附图1中聚合物的红外光谱图可知，3012cm'1附近吸收峰为聚合物中苯环上的C-H的伸縮振动，1731cm"的吸收峰为丙烯酸丁酯的酯基，1033cm"为硅垸偶联剂硅氧基的特征吸收峰。从附图2核磁谱图可知，约7ppm是苯环的特征吸收峰，St、BA和MPS的各个烃基受到羰基或苯环的影响各峰分布在0.95ppm到4.22ppm之间。结合所采用的原子转移自由基聚合反应的特点，证实产物为所设计的分子结构。合成的嵌段共聚物的数均分子量经凝胶色谱(GPC)测定为20700，分子量分布指数为1.267，嵌段比为101.20:41.93:18.78。(2)嵌段共聚物对玻璃纤维的表面处理将市售无捻玻璃纤维粗纱，置于50(TC、空气氛的马弗炉6h，除去纤维表面原有的浸润剂。取2.5g(1)中合成的三嵌段聚合物加入到280ml二甲苯溶剂中，滴入10mlPH45的醋酸(HAC)水溶液使嵌段共聚物中的硅垸偶联剂水解，控制三嵌段聚合物浓度为lwt%，搅拌lh以完全溶解，以该混合液对玻璃纤维进行表面涂覆，30min后置于8(TC环境中，去除溶剂、水等分散介质并使偶联剂嵌段与增强材料表面发生反应，90min后升温至12(TC继续反应30min，玻璃纤维与嵌段共聚物偶联剂形成了强相互作用。经嵌段共聚物处理的玻璃经四氢呋喃溶剂淋洗48小时后，测定其表面的全反射红外光谱10如图3，图3的结果表明，嵌段共聚物与玻璃表面形成了强相互作用。(3)玻璃纤维与聚苯乙烯的复合聚苯乙烯树脂置于坩埚中，用电炉加热至使树脂熔融并使熔体温度达到220'C，将经步骤(2)处理过的玻璃纤维浸于聚苯乙烯熔体中，5min后取出，于25(TC的烘箱处理10min，冷却至室温下固化。测定复合体系的DSC曲线(图4)，体系中基体及共聚物各嵌段的玻璃化转变温度的变化，表明在复合过程中，与基体相容的嵌段A分子链扩散进入基体并与基体形成较强相互作用。经段共聚物处理的硅片表面与聚苯乙烯复合后，采用原子力显微镜观察到的形态(图5)表明，共聚物的柔性嵌段在增强材料表面聚集形成柔性层。采用单丝微脱粘法测定玻璃纤维增强聚苯乙烯的界面剪切强度平均值见表l。复合材料界面剪切强度(MPa)实施例114.9实施例217.7实施例311.8对比例13.9对比例25.5表l实例2(1)苯乙烯/丙烯酸丁酯/Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅垸三嵌段共聚物的合成①大分子苯乙烯引发剂的合成N，N,N',N'，N"-五甲基二亚乙基三胺为0.456ml,催化剂CuBr0.313g，引发剂溴苄0.32ml，其它同实例l。②苯乙烯/丙烯酸丁酯二嵌段共聚物的合成在氮气氛的250ml三口烧瓶中依次加入30.24g①中所合成的大分子苯乙烯引发剂、0.20g催化剂CuBr、10ml丙烯酸丁酯和25ml丙酮，搅拌30min后加入0.29ml配位体N,N,N',N',N"-五甲基二亚乙基三胺，其它同实例1。③苯乙烯/丙烯酸丁酯~-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷三嵌段共聚物的合成在氮气氛的250ml三口烧瓶中依次加入25ml二甲苯，21.97g②中所合成的带C-Br端基的苯乙烯/丙烯酸丁酯二嵌段共聚物，搅拌至完全溶解，再加入O.llg催化剂CuBr、4mlY-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，搅拌30min后加入0.16ml配位体N,N，N'，N'，N〃-五甲基二亚乙基三胺，然后升温至12(TC，在搅拌下反应24h后停止反应。其它同实例l。测定实际嵌段比为207.78:45.45:9.76,Mn=29950，Mw/Mn=1.202。(2)嵌段共聚物对玻璃纤维的表面处理同实例1。(3)玻璃纤维与聚苯乙烯的复合同实例1。实例3(1)苯乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅垸三嵌段共聚物的合成①大分子苯乙烯引发剂的合成同实例2。②苯乙烯/丙烯酸丁酯二嵌段共聚物的合成配位体N,N,N',N',N"-五甲基二亚乙基三胺用量为0.30ml,其它同实例2。③苯乙烯/丙烯酸丁酯/y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅垸三嵌段共聚物的合成在氮气氛的250ml三口烧瓶中依次加入25ml二甲苯，26.15g②中所合成的带C-Br端基的苯乙烯/丙烯酸丁酯二嵌段共聚物，搅拌至完全溶解，再加入O.llg催化剂CuBr、4mlY-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，搅拌30min后加入0.16ml配位体N，N,N'，N',N〃-五甲基二亚乙基三胺，然后升温至12(TC，其它同实例2。测定实际嵌段比为2297.55:45.69:18.15，Mn=41470，Mw/Mn=1.915。(2)嵌段共聚物对玻璃纤维的表面处理同实例1。(3)玻璃纤维与聚苯乙烯的复合同实例1。实例4由丙烯酸叔丁酯替代丙烯酸丁酯，其它同实例l。实例5由玄武岩纤维替代玻璃纤维，其它同实例l。对比例1玻璃纤维除去表面浸润剂后，不采用嵌段聚合物处理，与聚苯乙烯复合，复合工艺同实例1，采用单丝微脱粘法测定玻璃纤维增强聚苯乙烯的界面剪切强度平均值见表1。对比例2玻璃纤维除去表面浸润剂后，采用小分子KH-570偶联剂(Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，MPS)对玻璃纤维布进行表面处理，表面处理过程为配制0.5wt%KH-570偶联剂与去离子水的混合液，采用市售乙酸调节混合液的pH值为4，搅拌30min形成均匀的溶液，将玻璃纤维浸泡在该溶液中10min后取出，室温下沥干充填于玻璃布中的偶联剂溶液，然后于80'C下处理90min，再升温至12(TC处理30min。，与聚苯乙烯复合，复合工艺同实例1，采用单丝微脱粘法测定玻璃纤维增强聚苯乙烯的界面剪切强度平均值见表1。实施例5(1)苯乙烯/丙烯酸丁酯/，甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅垸三嵌段共聚物的合成同实施例l。(2)嵌段共聚物对玻璃纤维布的表面处理将市售玻璃纤维布，置于50(TC、空气氛的马弗炉6h，除去纤维表面原有的浸润剂。取135.0g(l)中合成的三嵌段聚合物加入到560ml二甲苯溶剂中，滴入10mlpH45的醋酸(HAC)水溶液使嵌段共聚物中的硅烷偶联剂水解，控制三嵌段聚合物浓度为lwt%，搅拌lh以完全溶解，以该混合液对玻璃纤维进行表面涂覆，30min后置于80'C环境中，去除溶剂、水等分散介质并使偶联剂嵌段与增强材料表面发生反应，90min后升温至12(TC继续反应30min，玻璃纤维与嵌段共聚物偶联剂形成强相互作用。(3)玻璃纤维增强不饱和聚酯复合材料制备将100份不饱和聚酯树脂和0.2份辛酸钴液混合均匀后，再滴加1份过氧化甲乙酮，充分搅拌且排出气泡，配制成胶液。然后将经处理玻璃纤维布依次放入配制好的胶液中浸渍半个小时后一层一层的放入平板模具，在lMPa的压力下经室温固化做成约4mm厚的板材，分别按照ASTM标准加工成弯曲和缺口冲击试样。采用ASTM标准对玻璃纤维增强不饱和聚酯复合材料的力学性能进行测试，结果如表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>实施例6苯乙烯/丙烯酸丁酯~-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷三嵌段共聚物的合成同实施例2。其它同实施例5。实施例7苯乙烯/丙烯酸丁酯Ay-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷三嵌段共聚物的合成同实施例3。其它同实施例5。对比例3市售的玻璃纤维布经除去表面浸润剂(500'C空气氛的马弗炉中放置6h)后，冷却至室温，直接与不饱和聚酯复合，复合过程同实例5。对比例4市售的玻璃纤维布经除去表面浸润剂(500'C空气氛的马弗炉中放置6h)后，冷却至室温，采用小分子KH-570偶联剂(Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅垸，MPS)对玻璃纤维布进行表面处理，表面处理过程为配制0.5wt%KH-570偶联剂与去离子水的混合液，采用市售乙酸调节混合液的pH值为4，搅拌30min形成均匀的溶液，将玻璃纤维布浸泡在该溶液中10min后取出，室温下沥干充填于玻璃布中的偶联剂溶液，然后于80'C下处理卯min，再升温至120'C处理30min。玻璃纤维布与增强不饱和聚酯复合过程与实施例5相同。实施例8复合的树脂基体为丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)，其它同实例1。实施例9复合的树脂基体为丙烯腈/苯乙烯共聚物(SAN)，其它同实例1。综上所述仅为发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。权利要求1、一种聚合物基复合材料界面的聚合物刷结构，其特征在于该结构包括基体、三嵌段共聚物和增强材料，三嵌段共聚物嵌段C与增强材料形成化学键结合，三嵌段共聚物嵌段A伸展入基体，形成“刷毛”，共聚物的柔性链段B在增强材料表面沉积，形成界面柔性层。2、根据权利所述1所述的聚合物刷结构，其特征在于所述三嵌段共聚物，其结构片段如下~CA)ni—(B)n2~(C)n3—，嵌段A为聚苯乙烯；嵌段B为包括聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸叔丁酯的单体；嵌段C为带双键的硅烷偶联剂；nl为嵌段A的聚合度，其值在50300之间；n2为嵌段B的聚合度，其值在50150之间；n3为嵌段C的聚合度，其值在122之间。3、根据权利所述2所述的聚合物刷结构，其特征在于所述三嵌段共聚物的制备方法包括以下步骤步骤lA嵌段一(A)m—的合成采用原子转移自由基聚合方法，三口烧瓶中加入定量的A嵌段的单体苯乙烯、配体、金属卤化物和引发剂，搅拌并通入氮气，缓慢升温至75°C90°C，保温反应58h后，用四氢呋喃溶解，于无水甲醇中沉淀，真空干燥，得到产品为C-Br键端基的A嵌段^A)m—Br;步骤2A、B二嵌段共聚物—A)m^(B)n2—的合成在氮气保护下的三口烧瓶中加入一定配比的溶剂、嵌段B的单体、配体、金属卤化物和C-Br键端基的"(A)m—Br聚合物引发剂，40'C12(TC搅拌440h后停止反应，纯化、分离步骤同步骤l，得到以C-Br键为端基的A、B二嵌段共聚物"(A)m"(B)n2—Br;步骤3:A、B、C三嵌段共聚物^(A)nr"(B)n2—(C)n3—的合成将C-Br键为端基的A、B二嵌段共聚物一(A)m—(B)n2—B、金属卤化物、配体、溶剂和C嵌段的单体置于氮气氛的三口烧瓶中于4(TC120。C反应，纯化步骤同步骤2，即得到三嵌段共聚物"(A)m—(B)n2~(C)n3——。4、根据权利要求3所述的聚合物刷结构，其特征在于所述的配体、催化剂和引发剂的投料比为h1:1。5、根据权利要求3所述的聚合物刷结构，其特征在于所述的引发剂包括(X-卤代物、a-溴(氯)代苯乙烷、a-溴异丁酸乙酯。6、根据权利要求3所述的聚合物刷结构，其特征在于所述的金属卤化物包括CuCl/CuBr或FeCl2。7、根据权利要求3所述的聚合物刷结构，其特征在于所述的配体包括N,N,N',N'，N〃-五甲基二亚乙基三胺或2-2，-联吡啶。8、根据权利要求3所述的聚合物刷结构，其特征在于所述的溶剂包括二甲苯、甲苯、苯、丙酮、环己酮或二甲基甲酰胺中的一种。9、根据权利所述1或2所述的聚合物刷结构的构筑方法，其特征在于包括以下步骤步骤l三嵌段聚合物对增强材料表面进行处理，形成强相互作用.-将三嵌段聚合物置于二甲苯溶剂中，加入pH45的醋酸水溶液，嵌段共聚物的浓度为0.1%2%wt%，搅拌0.52h形成均匀稳定的分散体系，采用该处理剂浸泡或涂覆增强材料，于室温放置30min去除多余处理剂，置于80'C环境中，去除溶剂、水等分散介质并使偶联剂嵌段与增强材料表面发生反应，卯min后升温至120'C继续反应30min。步骤2增强材料与基体材料复合a)当基体材料为热塑性树脂经嵌段共聚物处理的增强材料与熔融状态的热塑性树脂在压力作用下接触，该复合温度比其熔点温度高3080°C;b)当基体材料为热固性树脂将树脂与固化剂、固化促进剂等按一定的配比混合，混合均匀形成胶液，将经嵌段共聚物处理过的增强材料与胶液混合，固化后得到玻璃纤维增强复合材料板材。10、根据权利所述1-8任一所述的聚合物刷结构、或根据权利要求9所述的构筑方法，其特征在于所述增强材料包括玻璃(纤维、微珠)、玄武岩纤维、云母、硅灰石、滑石粉。全文摘要本发明涉及一种聚合物基复合材料界面的聚合物刷结构及其构筑方法和应用。本发明采用特定结构的三嵌段共聚物处理增强材料，共聚物水解后形成的硅羟基与增强材料形成化学键结合等强相互作用。在增强材料与聚合物基体的复合过程中，共聚物中与基体聚合物相容性较好的嵌段分子链通过扩散进入基体中，并与基体分子链形成相互缠结或互锁结构，共聚物的中间柔性嵌段在增强材料表面沉积，形成界面柔性层，从而在复合材料的界面形成聚合物刷结构。通过该聚合物刷结构，增强材料与基体间形成牢固的界面粘结，中间柔性嵌段所形成的界面柔性层可缓解应力集中、松弛热应力、大量吸收外加冲击能量及裂纹扩展能量，有效提高聚合物基复合材料的强度和韧性。文档编号C08J5/00GK101497252SQ200910047180公开日2009年8月5日申请日期2009年3月6日优先权日2009年3月6日发明者周晓东,立方,殷李,林群芳,范传杰,袁冠军申请人:华东理工大学