一种Mxenes和聚碳酸酯改性聚苯硫醚材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种Mxenes和聚碳酸酯改性聚苯硫醚材料的制备方法，将Mxenes(Ti

【技术实现步骤摘要】
一种Mxenes和聚碳酸酯改性聚苯硫醚材料的制备方法
本专利技术涉及一种Mxenes和聚碳酸酯改性聚苯硫醚材料的制备方法，属于新材料

技术介绍
聚苯硫醚(PPS)是一种高性能热塑性树脂，其主链结构由苯环及硫原子交替排列赋予了材料优异的刚性，此外硫原子的存在同时又赋予其柔顺性。由于具有耐高温、耐辐射、耐腐蚀、耐磨、阻燃、高模量、高尺寸、稳定性、电性能优良、成型加工性能好等特点，目前PPS已成为特种工程塑料的第一大品种，广泛应用于汽车、机械、化工以及电子产品。但是PPS也存在一些本征性不足，如材料脆、耐冲击性能差、伸长率低、加工成型性差、价格昂贵等缺点。因此，需要通过一系列复合过程，如无机填料、纤维增强以及多相复合等，增强其抗冲击性能、弯曲强度以及拉升强度，以满足实际应用的需求。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种Mxenes和聚碳酸酯改性聚苯硫醚材料的制备方法，制得的材料具有高抗冲击性能、高弯曲强度以及高拉伸强度等优点。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种Mxenes和聚碳酸酯改性聚苯硫醚材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将Mxenes(Ti3C2Tx)加入乙醇溶液中，强力超声处理12～72小时，然后静置10～60分钟，取上层悬浮液旋蒸处理得到Mxenes纳米片；步骤二：将Mxenes纳米片、聚碳酸酯颗粒以及聚苯硫醚颗粒分别置于真空转鼓中干燥2～6小时，温度为120～140℃；步骤三：将步骤二中干燥后的Mxenes纳米片、聚碳酸酯颗粒以及聚苯硫醚颗粒混合放入通有惰性气体的高速搅拌器内，在惰性气体保护条件下，以150～240℃混练20～60分钟，得到共混颗粒；步骤四：将步骤三中共混颗粒投入双螺杆挤出机，在300～380℃、3～6Mpa下热压挤出，冷却定型，再将挤出后的材料加入双螺杆挤出机中二次挤出，冷却后得到条带状Mxenes和聚碳酸酯协同改性的聚苯硫醚材料。进一步的，所述步骤一制得的Mxenes纳米片厚度为1～8nm，长宽为0.5～5um，比表面积大于130m2g-1；超薄的纳米片有助于Mxenes材料的均匀分散，防止过度聚集，从而赋予改性聚苯硫醚的稳定性和高强度。进一步的，所述步骤二中聚碳酸酯颗粒尺寸为40～55um，平均密度为1.2gcm3；聚苯硫醚颗粒尺寸为30～40um，平均密度为1.3gcm3，相对均匀的尺寸有助于精准控制混练时间和均匀度。进一步的，所述步骤三中放入高速搅拌器内各组分的质量百分比为：Mxenes纳米片1～5％，聚碳酸酯2～7％，聚苯硫醚88～97％。进一步的，所述步骤四中双螺杆挤出机的挤出转速为180～210rpm。与现有技术相比本专利技术有效的结合Mxenes纳米片与聚碳酸酯的优势，通过双掺杂的方式，实现了PPS材料性能的协同增强，扩大了产品的实际应用范围；由于Mxenes表面丰富的化学官能团，可以和基体PPS形成较强的分子间相互作用力，形成较强的两相界面，显著增强材料的力学性能；聚碳酸酯是一类强韧的塑胶材料，且可以和PPS基体实现混溶，有助于改善材料的强度和抗冲击等性能。具体实施方式下面对本专利技术作进一步说明。下面将结合本专利技术实施例对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种Mxenes和聚碳酸酯改性聚苯硫醚材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：采用超声剥离法制备高性能的Mxenes纳米片，将Mxenes(Ti3C2Tx)加入乙醇溶液中，强力超声处理12～72小时，然后静置10～60分钟，取上层悬浮液旋蒸处理得到Mxenes纳米片；过程中12～36小时内，随着时间的增长，得到Mxenes纳米片的产率增加明显，36～72小时内，随着超声时间的增加，Mxenes纳米片的产率增加较小；制得的Mxenes纳米片厚度为1～8nm，以5nm为最优，长宽为0.5～5um，以3um为最优，比表面积大于130m2g-1。步骤二：采用真空干燥法对步骤一制得的Mxenes纳米片、聚碳酸酯颗粒以及聚苯硫醚颗粒进行干燥，以避免水和其它有机溶剂分子对材料性能的影响，将Mxenes纳米片、聚碳酸酯颗粒以及聚苯硫醚颗粒分别置于真空转鼓中干燥2～6小时，温度为120～140℃；其中聚碳酸酯颗粒尺寸为40～55um，以50um为最优，平均密度为1.2gcm3；聚苯硫醚颗粒尺寸为30～40um，以35um为最优，平均密度为1.3gcm3。步骤三：将步骤二中干燥后的Mxenes纳米片、聚碳酸酯颗粒以及聚苯硫醚颗粒混合放入通有惰性气体的高速搅拌器内，在惰性气体保护条件下，以150～240℃混练20～60分钟，得到共混颗粒；其中三者的质量百分比为Mxenes纳米片1～5％，聚碳酸酯2～7％，聚苯硫醚88～97％，以质量百分比为Mxenes纳米片3％，聚碳酸酯5％，聚苯硫醚92％时为最优。步骤四：将步骤三中共混颗粒投入双螺杆挤出机，在300～380℃、3～6Mpa、挤出转速为180～210rpm下热压挤出，冷却定型，再将挤出后的材料加入双螺杆挤出机中二次挤出，冷却后得到条带状Mxenes和聚碳酸酯协同改性的聚苯硫醚材料。实施例一：将Mxenes(Ti3C2Tx)加入乙醇溶液中，强力超声处理36小时，然后静置40分钟，取上层悬浮液旋蒸处理得到Mxenes纳米片。将Mxenes纳米片、聚碳酸酯颗粒以及聚苯硫醚颗粒分别置于真空转鼓中干燥6小时，温度为130℃。将上述干燥后的Mxenes纳米片、聚碳酸酯颗粒以及聚苯硫醚颗粒混合放入通有惰性气体的高速搅拌器内，在惰性气体保护条件下，以温度220℃混练40分钟，得到初步共混颗粒。将上述共混颗粒投入双螺杆挤出机，在350℃、5Mpa、挤出转速为190rpm下热压挤出，冷却定型，再将挤出后材料加入双螺杆挤出机中二次挤出，冷却后得到条带状Mxenes和聚碳酸酯协同改性的聚苯硫醚材料。实施例一制备的改性PPS的性能为：冲击强度为8.5kJm-2，弯曲强度105MPa，拉伸强度110MPa，摩擦系数0.18。实施例二：将Mxenes(Ti3C2Tx)加入乙醇溶液中，强力超声处理36小时，然后静置40分钟，取上层悬浮液旋蒸处理得到Mxenes纳米片。将Mxenes纳米片、聚碳酸酯颗粒以及聚苯硫醚颗粒分别置于真空转鼓中干燥2小时，温度为130℃。将上述干燥后的Mxenes纳米片、聚碳酸酯颗粒以及聚苯硫醚颗粒混合放入通有惰性气体的高速搅拌器内，在惰性气体保护条件下，以温度220℃混练40分钟，得到初步共混颗粒。将上述共混颗粒投入双螺杆挤出机，在350℃、5Mpa、挤出转速为210rpm下热压挤出，冷却定型，再将挤出后材料加入双螺杆挤出机中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Mxenes和聚碳酸酯改性聚苯硫醚材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：将Mxenes(Ti

【技术特征摘要】
1.一种Mxenes和聚碳酸酯改性聚苯硫醚材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将Mxenes(Ti3C2Tx)加入乙醇溶液中，超声处理12～72小时，然后静置10～60分钟，取上层悬浮液旋蒸处理得到Mxenes纳米片；
步骤二：将Mxenes纳米片、聚碳酸酯颗粒以及聚苯硫醚颗粒分别置于真空转鼓中干燥2～6小时，温度为120～140℃；
步骤三：将步骤二中干燥后的Mxenes纳米片、聚碳酸酯颗粒以及聚苯硫醚颗粒混合放入高速搅拌器内，以150～240℃混练20～60分钟，得到共混颗粒；
步骤四：将步骤三中共混颗粒投入双螺杆挤出机，在300～380℃、3～6Mpa下热压挤出，冷却定型，再将挤出后的材料加入双螺杆挤出机中二次挤出，冷却后得到条带状Mxenes和聚碳酸酯协同改性的聚苯硫醚材料。


2.根据权利要求1所述的一种Mxenes和聚碳酸酯改性聚苯硫醚材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一制得的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪善平，陈玲，王辉，黄永，赵明全，张飞，肖振宇，
申请(专利权)人：徐州云泰汽车电器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32