一种竹纤维复合新材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种竹纤维复合新材料的制备方法，将竹纤维剪切，经乙醇、蒸馏水洗涤后，置于90‑105℃烘箱中烘至绝干；将聚乙二醇、聚醚和聚酰亚胺混合，在温度60‑80℃下搅拌20‑40min成混合液，并搅拌均匀；向混合液加入癸二酸二丁酯，在温度100‑120℃下搅拌10‑30min；加入烘干后的竹纤维和过硫酸钾；在功率1000‑1500W超声处理8‑15min；升高温度至130‑150℃下，于2‑5MPa压力下热压20‑40min；自然冷却至室温，即可得到竹纤维复合材料。

【技术实现步骤摘要】
一种竹纤维复合新材料的制备方法
本专利技术涉及新材料制备
，具体涉及一种竹纤维复合新材料的制备方法。
技术介绍
我国现有竹林总面积6300多万亩，占世界竹林总面积的三分之一，且竹子生长周期短，价格低廉。竹纤维具有较高的强度和模量，其纵向拉伸强度和模量分别可达198MPa、21MPa。竹材具有天然的螺旋增韧结构，竹材密度仅为0.9g/cm3左右，竹纤维具有高比强度(220MPa·cm3/g)和比模量(23MPa·cm3/g)的优良特性。这些都使之成为优良的树脂增强材料。目前家用轿车的重要发展方向是轻量化，而轻量化最有效的途径是使用纤维增强复合材料来部分替代金属材料。目前在轿车中使用量最多的纤维是玻璃纤维、碳纤维及合成纤维。玻璃纤维密度大(2.5-2.7g/cm3)，且制备能耗高。碳纤维以及合成纤维质轻强度高，但价格高昂。因此，采用竹纤维作为增强体制备高强度的竹/塑复合材料，在某些应用领域可以完全代替玻璃纤维增强复合材料，具有广阔的市场前景，是开发高附加值的竹纤维产品的新途径；而且大量使用这种可再生性的天然植物纤维，一方面可以减少作为树脂原材料枛石油的用量，另一方面竹纤维的大量使用也是碳储存的有效途径，符合发展低碳经济的国际潮流。作为复合材料填充体的竹纤维是亲水性的，而酯类物质则是憎水性的，二者之间界面结合强度很低。目前，尽管有些研究采用硅烷、丙烯酸酐类偶联剂来改善纤维与树脂之间的界面结合，但提高的程度有限，而且一些偶联剂用量较大，复合材料的强度与成本无法与玻璃纤维增强树脂复合材料竞争，产品还无法应用在强度要求高的汽车与电器承载结构件领域。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中竹纤维材料性能的不足，提供一种竹纤维复合新材料的制备方法，以提高竹纤维和酯类物质的相容性，提高竹纤维的强度，拓宽其应用领域。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种竹纤维复合新材料的制备方法，包括如下步骤：S1：将竹纤维剪切，经乙醇、蒸馏水洗涤后，置于90-105℃烘箱中烘至绝干；S2：将聚乙二醇、聚醚和聚酰亚胺按照1：2-3：1.5-2.5体积比混合，在温度60-80℃下搅拌20-40min成混合液，并搅拌均匀；S3：向步骤S2中混合液加入癸二酸二丁酯，两者体积比为1：0.2-0.5，在温度100-120℃下搅拌10-30min；S4：向步骤S3中加入烘干后的竹纤维和过硫酸钾，所述竹纤维和步骤S2中混合液的固液比为1:10-20，所述过硫酸钾占竹纤维的质量比为0.3-0.6%；在功率1000-1500W超声处理8-15min；升高温度至130-150℃下，于2-5MPa压力下热压20-40min；自然冷却至室温，即可得到竹纤维复合材料。优选的，步骤S1中将竹纤维剪切成碎片状，依次经乙醇3次洗涤，蒸馏水3次洗涤后，置于100℃烘箱中烘至绝干。优选的，步骤S2中聚乙二醇、聚醚和聚酰亚胺的体积比为1：2.3：2；在温度70℃下搅拌30min成混合液。优选的，步骤S3中混合液和癸二酸二丁酯的体积比为1：0.4；在温度110℃下搅拌18min。优选的，步骤S4中竹纤维和混合液的固液比为1:15；过硫酸钾占竹纤维的质量比为0.45%。优选的，步骤S4中在功率1200W超声处理12min；升高温度至140℃下，于3.5MPa压力下热压35min。上述任意一条方法制备得到的竹纤维复合新材料。有益效果：本专利技术所述一种竹纤维复合新材料的制备方法，以竹纤维和癸二酸二丁酯为复合主体，通过聚乙二醇、聚醚和聚酰亚胺三者构成的混合液，提高竹纤维和癸二酸二丁酯的相容性，在过硫酸钾引发下，通过超声、热压等工艺，提高了复合新材料的强度等力学性能；制备工艺简单，易推广。具体实施方式以下结合下述实施方式进一步说明本专利技术，下述实施方式仅用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。实施例1S1：将竹纤维剪切成碎片状，依次经乙醇3次洗涤，蒸馏水3次洗涤后，置于90℃烘箱中烘至绝干；S2：将聚乙二醇、聚醚和聚酰亚胺按照1：2：1.5体积比混合，在温度60℃下搅拌20min成混合液，并搅拌均匀；S3：向步骤S2中混合液加入癸二酸二丁酯，两者体积比为1：0.2，在温度100℃下搅拌10min；S4：向步骤S3中加入烘干后的竹纤维和过硫酸钾，所述竹纤维和步骤S2中混合液的固液比为1:10，所述过硫酸钾占竹纤维的质量比为0.3%；在功率1000W超声处理8min；升高温度至130℃下，于2MPa压力下热压20min；自然冷却至室温，即可得到竹纤维复合材料。实施例2S1：将竹纤维剪切成碎片状，依次经乙醇3次洗涤，蒸馏水3次洗涤后，置于105℃烘箱中烘至绝干；S2：将聚乙二醇、聚醚和聚酰亚胺按照1：3：2.5体积比混合，在温度80℃下搅拌40min成混合液，并搅拌均匀；S3：向步骤S2中混合液加入癸二酸二丁酯，两者体积比为1：0.5，在温度120℃下搅拌30min；S4：向步骤S3中加入烘干后的竹纤维和过硫酸钾，所述竹纤维和步骤S2中混合液的固液比为1:20，所述过硫酸钾占竹纤维的质量比为0.6%；在功率1500W超声处理15min；升高温度至150℃下，于5MPa压力下热压40min；自然冷却至室温，即可得到竹纤维复合材料。实施例3S1：将竹纤维剪切成碎片状，依次经乙醇3次洗涤，蒸馏水3次洗涤后，置于95℃烘箱中烘至绝干；S2：将聚乙二醇、聚醚和聚酰亚胺按照1：2：2.5体积比混合，在温度65℃下搅拌25min成混合液，并搅拌均匀；S3：向步骤S2中混合液加入癸二酸二丁酯，两者体积比为1：0.3，在温度105℃下搅拌15min；S4：向步骤S3中加入烘干后的竹纤维和过硫酸钾，所述竹纤维和步骤S2中混合液的固液比为1:12，所述过硫酸钾占竹纤维的质量比为0.4%；在功率1200W超声处理10min；升高温度至135℃下，于3MPa压力下热压25min；自然冷却至室温，即可得到竹纤维复合材料。实施例4S1：将竹纤维剪切成碎片状，依次经乙醇3次洗涤，蒸馏水3次洗涤后，置于100℃烘箱中烘至绝干；S2：将聚乙二醇、聚醚和聚酰亚胺按照1：3：1.5体积比混合，在温度75℃下搅拌35min成混合液，并搅拌均匀；S3：向步骤S2中混合液加入癸二酸二丁酯，两者体积比为1：0.4，在温度110℃下搅拌25min；S4：向步骤S3中加入烘干后的竹纤维和过硫酸钾，所述竹纤维和步骤S2中混合液的固液比为1:18，所述过硫酸钾占竹纤维的质量比为0.5%；在功率1300W超声处理13min；升高温度至145℃下，于4MPa压力下热压35min；自然冷却至室温，即可得到竹纤维复合材料。实施例5S1：将竹纤维剪切成碎片状，依次经乙醇3次洗涤，蒸馏水3次洗涤后，置于100℃烘箱中烘至绝干；S2：将聚乙二醇、聚醚和聚酰亚胺按照1：2.3：2体积比混合，在温度70℃下搅拌30min成混合液，并搅拌均匀；S3：向步骤S2中混合液加入癸二酸二丁酯，两者体积比为1：0.4，在温度110℃下搅拌18in；S4：向步骤S3中加入烘干后的竹纤维和过硫酸钾，所述竹纤维和步骤S2中混合液的固液比为1:15，所述过硫酸钾占竹纤维的质量比为0.45%；在功率1200W超声处理12min；升高温度至140℃下，于3.5MPa压力下热压3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种竹纤维复合新材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将竹纤维剪切，经乙醇、蒸馏水洗涤后，置于90‑105℃烘箱中烘至绝干；S2：将聚乙二醇、聚醚和聚酰亚胺按照1：2‑3：1.5‑2.5体积比混合，在温度60‑80℃下搅拌20‑40min成混合液，并搅拌均匀；S3：向步骤S2中混合液加入癸二酸二丁酯，两者体积比为1：0.2‑0.5，在温度100‑120℃下搅拌10‑30min；S4：向步骤S3中加入烘干后的竹纤维和过硫酸钾，所述竹纤维和步骤S2中混合液的固液比为1:10‑20，所述过硫酸钾占竹纤维的质量比为0.3‑0.6%；在功率1000‑1500W超声处理8‑15min；升高温度至130‑150℃下，于2‑5MPa压力下热压20‑40min；自然冷却至室温，即可得到竹纤维复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种竹纤维复合新材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将竹纤维剪切，经乙醇、蒸馏水洗涤后，置于90-105℃烘箱中烘至绝干；S2：将聚乙二醇、聚醚和聚酰亚胺按照1：2-3：1.5-2.5体积比混合，在温度60-80℃下搅拌20-40min成混合液，并搅拌均匀；S3：向步骤S2中混合液加入癸二酸二丁酯，两者体积比为1：0.2-0.5，在温度100-120℃下搅拌10-30min；S4：向步骤S3中加入烘干后的竹纤维和过硫酸钾，所述竹纤维和步骤S2中混合液的固液比为1:10-20，所述过硫酸钾占竹纤维的质量比为0.3-0.6%；在功率1000-1500W超声处理8-15min；升高温度至130-150℃下，于2-5MPa压力下热压20-40min；自然冷却至室温，即可得到竹纤维复合材料。2.根据权利要求1所述的一种竹纤维复合新材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中将...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志明，
申请(专利权)人：苏州洛特兰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32