一种TLCP-对位芳纶浆粕复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种TLCP

【技术实现步骤摘要】
一种TLCP
‑
对位芳纶浆粕复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及液晶高分子材料
，具体涉及一种TLCP
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对位芳纶浆粕复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]液晶高分子是在一定条件下能以液晶相态存在的高分子材料，其兼有高分子和液晶两类物质的特性，因此即具有液晶相特有的分子取向序和位置序，又具有高分子化合物的力学特性。液晶高分子的优良综合性能是其他物质所不具备的，被称为超级工成塑料。根据液晶高分子液晶态的形成条件，液晶高分子可分为热致性液晶聚合物(TLCP)和溶致性液晶聚合物(LLCP)，其中TLCP占市场份额较多。
[0003]TLCP在加工过程中受外力作用，刚硬分子链会被高度取向并能保持该取向自增强的特点，如TLCP纤维呈现出原纤结构，在受力方向表现出层级取向结构，这就导致微观结构上的层级之间是靠范德华力“连接”在一起，这种“连接”结构是脆弱的，所以TLCP熔融成型的管材虽然在外力挤出方向上，棒状的液晶分子可以很好的取向结晶，但是其垂直于外力方向上的力学表现较差。
[0004]现有技术中一般将TLCP与其他热塑性共聚树脂熔融共混来增强其横向力学性能，但在与其他热塑性树脂共混时TLCP挤出受力方向上的分子排布会受到影响，导致没有共混前密实，相应的轴向力学强度会出现下降，影响TLCP的普及应用。
[0005]因此，十分有必要开发一种新型的TLCP复合材料以实现在提高横向力学性能的同时避免影响轴向力学性能。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种TLCP
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对位芳纶浆粕复合材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的采用将TLCP与其他热塑性共聚树脂熔融共混来增强其横向力学性能，共混时 TLCP挤出受力方向上的分子排布会受到影响，没有共混前密实，相应的轴向力学强度会出现下降，影响TLCP的普及应用的技术问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0008]本专利技术第一方面提供了一种TLCP
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对位芳纶浆粕复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1纤维改性：取对位芳纶浆粕与表面改性剂1混合反应，之后清洗，得到改性对位芳纶；
[0010]S2纤维蚀刻；取S1得到的改性对位芳纶，在氢氧化钠溶液中浸泡，之后清洗、烘干，得到备用对位芳纶；
[0011]S3取S2得到的备用对位芳纶加入熔融状态的TLCP中，之后用螺杆挤出机挤出，即得。
[0012]通过采用上述方案，在对位芳纶和TLCP混合前，先采用表面改性剂对对位芳纶纤
维进行改性，表面改性剂能够在纤维表面引入较多的羟基等活性基团，从而能与TLCP更好的反应；之后再将经过改性的对位芳纶浸泡在氢氧化钠溶液中，从而在纤维表面刻蚀出反应锚点；将经过改性和刻蚀的对位芳纶浆粕加入熔融的TLCP中，由于TLCP粘度很低，因此在螺杆挤出机的挤出作用下对位芳纶浆粕能够均匀分散在TLCP中，同时对位芳纶的耐热稳定性很高，在挤出温度下能够保持稳定、不熔融；
[0013]对位芳纶浆粕具有微原纤的大比表面积特性，经过改性后表面的活性基团和反应锚点能够与TLCP反应连接，从而将TLCP挤出后的层级之间进行锚定连接，提高横向力学性能，同时对位芳纶浆粕和TLCP仅是均匀分布，未熔融共混，因此不影响TLCP在轴向上的分子排列，对材料的轴向力学性能没有影响。
[0014]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：
[0015]进一步的，所述S1中的表面改性剂为磺化水溶性异氰酸酯、十二烷基苯磺酸钠和水溶性聚山梨酯中的一种或多种组合，表面改性剂与对位芳纶的体积比为(3～10)：100。
[0016]进一步的，所述S1中混合反应的反应温度为100～125℃，反应时间为2～4h。
[0017]进一步的，所述S1中的清洗具体为用丙酮清洗。
[0018]通过采用上述方案，采用丙酮洗涤能够有效去除对位芳纶纤维表面残留的表面改性剂和油脂杂物。
[0019]进一步的，所述S2中氢氧化钠溶液的温度为80℃，浸泡时间为2～3h，氢氧化钠溶液的浓度为18％～22％。
[0020]进一步的，所述S3中备用对位芳纶和TLCP的质量比为(5～10)：100。
[0021]进一步的，所述S3中螺杆挤出机具体采用五温区挤出，五温区分别为251℃、330～335℃、 339℃、325～330℃、300～310℃。
[0022]通过采用上述方案，基于TLCP低粘高流动性的温度范围来选择五温区来进行挤出，在此温度范围内对位芳纶纤维保持不熔融状态的高稳定性。
[0023]本专利技术第二方面提供了一种采用本专利技术第一方面的制备方法制备得到的TLCP
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对位芳纶浆粕复合材料。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025]1、本专利技术的TLCP
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对位芳纶浆粕复合材料利用对位芳纶浆粕和TLCP共混挤出，对位芳纶纤维在TLCP中均匀分布，将TLCP挤出后的层级之间进行锚定连接，提高横向力学性能，相对于纯TLCP材料，本专利技术复合材料的横向拉伸强度最高提升了85.5％，平均提升了 72.6％，本专利技术复合材料的弯曲强度最高提升了35.7％，平均提升了31.3％，本专利技术复合材料的轴向拉伸强度基本没有变化；
[0026]2、本专利技术的TLCP
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对位芳纶浆粕复合材料的制备方法首先采用表面改性剂对对位芳纶纤维进行改性，表面改性剂能够在纤维表面引入较多的羟基等活性基团，之后再将经过改性的对位芳纶浸泡在氢氧化钠溶液中，从而在纤维表面刻蚀出反应锚点，从而有效增多对位芳纶纤维和TLCP的反应连接点和连接强度，经过改性和刻蚀的对位芳纶浆粕在添加到TLCP 中并共同挤出时能够均匀分散在TLCP中，并对TLCP挤出后的层级之间进行锚定连接，提高其横向力学性能。
具体实施方式
[0027]下面将对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0028]需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0029]实施例一：
[0030]本实施例提供一种TLCP
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对位芳纶浆粕复合材料，采用以下步骤制备：
[0031]S1纤维改性：取对位芳纶浆粕与磺化水溶性异氰酸酯混合反应，磺化水溶性异氰酸酯与对位芳纶的体积比为3～10：100，反应温度为100℃，反应时间为3h，反应完成后用丙酮清洗，得到改性对位芳纶；
[0032]S2纤维蚀刻；取S1得到的改性对位芳纶，在氢氧化钠溶液中浸泡，氢氧化钠溶液的温度为80℃，浸泡时间为2h，氢氧化钠溶液的浓度为18％，之后用纯水反复清洗，并在真空烘箱内烘干3h，得到备用对位芳纶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TLCP
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对位芳纶浆粕复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1纤维改性：取对位芳纶浆粕与表面改性剂混合反应，之后清洗，得到改性对位芳纶；S2纤维蚀刻；取S1得到的改性对位芳纶，在氢氧化钠溶液中浸泡，之后清洗、烘干，得到备用对位芳纶；S3取S2得到的备用对位芳纶加入熔融状态的TLCP中，之后用螺杆挤出机挤出，即得。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S1中的表面改性剂为磺化水溶性异氰酸酯、十二烷基苯磺酸钠和水溶性聚山梨酯中的一种或多种组合，表面改性剂与对位芳纶的体积比为(3～10)：100。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S1中混合反应的反应温度为100～125℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨月锋，郭旭，
申请(专利权)人：润华江苏新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：