CN107573657A - 一种pet复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PET复合材料及其制备方法，按重量份由以下组分组成：PET为70份‑90份；改性黄麻纤维为10份‑16份；纳米长石粉为10份‑16份；增韧剂为10份‑14份；抗氧剂为0.1份‑0.5份。稀土元素作用在黄麻纤维的表面，使得纤维表面附着更多的含氧活性基团，稀土元素作为一个中间媒介，促进黄麻纤维表面和PET材料之间产生化学键连接，提高其本身的力学性能；本申请的PET材料较未改性前拉伸强度、冲击强度、弯曲模量、硬度都有一定程度的提高。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种PET复合材料及其制备方 法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种常见的高分子聚酯树脂，它具有很 好的化学特性和耐溶剂性，但是同时它也存在着缺口冲击强度偏小，容易出现 易断裂的现象。
针对这种情况，本申请创新的使用黄麻纤维、纳米长石粉改性PET，最后 制得一种高性能环保的PET复合材料，这种材料至今尚未见于报道，这对于扩 展PET复合材料的应用具有非常重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种PET复合材料及其制备方法，以解决现有技术PET 材料抗冲击强度不高的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种PET复合材料及其制备方法，按重量份由以下组分组成：
所述改性黄麻纤维为经过稀土溶液处理过的黄麻纤维，具体步骤为：
(1)称取一定量的CeCl3·6H2O及乙醇，将CeCl3·6H2O加入至乙醇溶液中， 制成CeCl3溶液；
(2)将干燥后的黄麻纤维放入到盛有浓硫酸的烧杯中，将烧杯置于40-60℃ 的水浴锅中，反应4-6h，之后用去离子水对表面进行洗涤，直到PH值＝7，将 黄麻纤维放入60-80℃的真空干燥箱中干燥2-4h；
(3)将步骤(2)干燥后的黄麻纤维放入到CeCl3溶液中，浸泡2-4h，然 后放入40-60℃的真空干燥箱中干燥2-4h既得改性黄麻纤维。
所述纳米长石粉粒径为60-80μm。
所述增韧剂为二元乙丙橡胶。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4- 羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4- 羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
上述任一种PET复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取70份-90份的PET、10份-16份改性黄麻纤维、10份-16份纳米长石 粉、10份-14份二元乙丙橡胶及0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合 料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PET复合材料。
所述步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其 中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度240～260℃， 二区温度280～300℃，三区温度280～300℃，四区温度280～300℃，五区温 度280～300℃，六区温度280～300℃，机头温度280～300℃,螺杆转速200～ 280r/min。
本发明的有益效果是：
1、稀土元素作用在黄麻纤维的表面，使得纤维表面附着更多的含氧活性 基团，稀土元素作为一个中间媒介，促进黄麻纤维表面和PET材料之间产生化 学键连接，提高其本身的力学性能。
2、本申请的PET材料较未改性前拉伸强度、冲击强度、弯曲模量、硬度都 有一定程度的提高。
3.本申请的PET材料采用麻黄纤维作为改性剂，环保且成本低，具有很高 的推广价值。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性 的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方 案的限制。
本发明各实施例中所用的原料如下：
PET(型号008L)，加拿大Aclo；黄麻纤维,杭州彩润科技；纳米长石粉， 厦门宏盛洋矿业有限公司；EPR，吉化昆仑；抗氧剂(型号Irganox168、 Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化。
本发明所用的测试仪器如下：
ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市 广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司 生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪， 东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器 仪表有限公司。
本申请提供一种PET复合材料及其制备方法，按重量份由以下组分组成：
改性黄麻纤维为经过稀土溶液处理过的黄麻纤维，具体步骤为：
(1)称取一定量的CeCl3·6H2O及乙醇，将CeCl3·6H2O加入至乙醇溶液中， 制成CeCl3溶液；
(2)将干燥后的黄麻纤维放入到盛有浓硫酸的烧杯中，将烧杯置于40-60℃ 的水浴锅中，反应4-6h，之后用去离子水对表面进行洗涤，直到PH值＝7，将 黄麻纤维放入60-80℃的真空干燥箱中干燥2-4h；
(3)将步骤(2)干燥后的黄麻纤维放入到CeCl3溶液中，浸泡2-4h，然 后放入40-60℃的真空干燥箱中干燥2-4h既得改性黄麻纤维。
纳米长石粉粒径为60-80μm。
增韧剂为二元乙丙橡胶(EPR)。
抗氧剂为巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称Irganox168)、 四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称Irganox1010) 或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称Irganox1330) 中的一种或几种的混合。
上述任一种PET复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取70份-90份的PET、10份-16份改性黄麻纤维、10份-16份纳米长石 粉、10份-14份二元乙丙橡胶及0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合 料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PET复合材料。
步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其 中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度240～260℃，二区 温度280～300℃，三区温度280～300℃，四区温度280～300℃，五区温度280～ 300℃，六区温度280～300℃，机头温度280～300℃,螺杆转速200～280r/min。
实施例1
(1)称取70份的PET、10份改性黄麻纤维、10份纳米长石粉、10份EPR、 0.1份Irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PET复合材料P1。
优选地，步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即 得到PET复合材料，其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温 度240℃，二区温度280℃，三区温度280℃，四区温度280℃，五区温度280℃， 六区温度280℃，机头温度280℃,螺杆转速200r/min。
实施例2
(1)称取90份的PET、16份改性黄麻纤维、16份纳米长石粉、14份EPR、0.1 份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得到 混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PET复合材料P2。
优选地，步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即 得到PET复合材料，其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温 度260℃，二区温度300℃，三区温度300℃，四区温度300℃，五区温度300℃， 六区温度300℃，机头温度300℃,螺杆转速280r/min。
实施例3
(1)称取80份的PET、13份改性黄麻纤维、13份纳米长石粉、12份EPR、0.1 份Irganox168、0.2份Irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PET复合材料P3。
优选地，步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即 得到PET复合材料，其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温 度250℃，二区温度290℃，三区温度290℃，四区温度290℃，五区温度290℃， 六区温度290℃，机头温度290℃,螺杆转速240r/min。
实施例4
(1)称取85份的PET、11份改性黄麻纤维、11份纳米长石粉、12份EPR、 0.1份Irganox1010、0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PET复合材料P4。
优选地，步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即 得到PET复合材料，其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温 度245℃，二区温度285℃，三区温度285℃，四区温度285℃，五区温度285℃， 六区温度285℃，机头温度285℃,螺杆转速255r/min。
实施例5
(1)称取80份的PET、12份改性黄麻纤维、12份纳米长石粉、13份EPR、 0.1份Irganox1010、0.1份Irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PET复合材料P5。
优选地，步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即 得到PET复合材料，其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温 度250℃，二区温度295℃，三区温度295℃，四区温度295℃，五区温度295℃， 六区温度295℃，机头温度295℃,螺杆转速270r/min。
对比例1
(1)称取90份PET、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox168混合并搅 拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PET复合材料D1。
优选地，步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即 得到PET复合材料，其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温 度255℃，二区温度285℃，三区温度285℃，四区温度285℃，五区温度285℃， 六区温度285℃，机头温度285℃,螺杆转速245r/min。
性能测试：
将上述实施例1-5及对比例1-2制备的PET复合材料用注塑机制成样条测试， 测试数据如下表：
从实施例1-5及对比例1可以看出：
本申请的PET材料较未改性前拉伸强度、冲击强度、弯曲模量、硬度都有 一定程度的提高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言， 可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种 变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。
Claims (7)
1.一种PET复合材料及其制备方法，其特征在于，按重量份由以下组分组成：
2.根据权利要求1所述的PET复合材料及其制备方法，其特征在于，所述改性黄麻纤维为经过稀土溶液处理过的黄麻纤维，具体步骤为：
(1)称取一定量的CeCl3·6H2O及乙醇，将CeCl3·6H2O加入至乙醇溶液中，制成CeCl3溶液；
(2)将干燥后的黄麻纤维放入到盛有浓硫酸的烧杯中，将烧杯置于40-60℃的水浴锅中，反应4-6h，之后用去离子水对表面进行洗涤，直到PH值＝7，将黄麻纤维放入60-80℃的真空干燥箱中干燥2-4h；
(3)将步骤(2)干燥后的黄麻纤维放入到CeCl3溶液中，浸泡2-4h，然后放入40-60℃的真空干燥箱中干燥2-4h既得改性黄麻纤维。
3.根据权利要求1所述的PET复合材料及其制备方法，其特征在于，所述纳米长石粉粒径为60-80μm。
4.根据权利要求1所述的PET复合材料及其制备方法，其特征在于，所述增韧剂为二元乙丙橡胶。
5.根据权利要求1所述的PET复合材料及其制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
6.上述权利要求1至5中任一种PET复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取70份-90份的PET、10份-16份改性黄麻纤维、10份-16份纳米长石粉、10份-14份二元乙丙橡胶及0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PET复合材料。
7.根据权利要求6所述的PET复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度240～260℃，二区温度280～300℃，三区温度280～300℃，四区温度280～300℃，五区温度280～300℃，六区温度280～300℃，机头温度280～300℃,螺杆转速200～280r/min。
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