本发明专利技术提供了一种碳纤维增强耐酸碱PPS材料，所述碳纤维增强耐酸碱PPS材料包括质量份数如下的组分：PPS 40‑80份、改性碳纤维5‑10份、改性玻璃纤维1‑5份、偶联剂1‑5份、抗氧剂1‑5份、润滑剂1‑10份。本发明专利技术的改性碳纤维具有苯硫醚结构及星型结构，与其他组分具有良好的相容性，能与其他组分形成更规则、紧密的立体网状结构，加强产品的稳定性，实现力学性能、耐酸碱性等多种性能的提升。同时，本发明专利技术通过在改性玻璃纤维中引入苯硫醚结构及苯甲醇结构，有效提高界面相容性和粘结强度，增强与其他组分的相容性，使组分间的结合更加紧密，从而进一步增强体系的分散性和稳定性，提升PPS材料的性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种碳纤维增强耐酸碱pps材料及其制备方法。
技术介绍
1、聚苯硫醚(pps)作为一种高性能的工程塑料，因其卓越的耐高温、耐腐蚀、绝缘性和低吸湿率等特性，在航空航天、电子电器和汽车工业等多个领域发挥着重要作用。然而，随着科技进步和工业发展，对pps材料的性能要求日益提高。尽管pps本身已具备一系列卓越的性能，但其固有的性能限制仍然存在，这在一定程度上制约了其在更广泛领域的应用潜力。因此，对pps材料进行改性和增强，以满足更高性能的需求，已成为材料科学领域的一个重要研究方向。
2、在现有
，对pps进行改性以提高其性能已成为一种普遍做法。其中，采用碳纤维增强pps材料的技术尤其受到青睐。这种复合材料在机械强度、热稳定性、耐蚀性、耐老化和阻燃性能等多个关键领域展现出显著的性能提升。通过碳纤维的增强，pps的韧性和强度得到了显著增强，使其在航空航天等高端应用领域成为首选的复合材料。此外，碳纤维的添加还显著提升了pps复合材料的抗冲击能力，能够有效吸收外部冲击能量，从而提高材料的承载能力。
3、然而，尽管碳纤维增强pps材料在性能上取得了一定的进步，它们仍然面临着一些挑战，如在力学性能和耐酸碱性能方面，仍需进一步提升，以满足高性能及极端化学环境中的应用需求。因此，开发一种既有卓越力学性能，又具有优异耐酸碱性的碳纤维增强pps材料，对于扩展其应用范围和提升其市场竞争力具有重大意义。
4、综上所述，有必要开发一种新的技术方案，以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种碳纤维增强耐酸碱pps材料，由pps、改性玻璃纤维、星型苯硫醚化合物、改性碳纤维等制备得到。本专利技术通过将氧化碳纤维和星型苯硫醚化合物结合，得到改性碳纤维，加入pps材料中，能有效提高pps材料的性能。一方面，改性碳纤维具有苯硫醚结构，与pps、改性玻璃纤维等具有相似结构的组分具有良好的相容性，能有效提高组分的分散性；另一方面，改性碳纤维具有星型结构，该种结构使得改性碳纤维具有较大的比表面积，以及多个从中心核辐射出的支链，能增强改性碳纤维与其他组分的接触面积，同时具有多个活性位点，能与其他组分形成更规则、紧密的立体网状结构，加强产品的稳定性，实现力学性能、耐酸碱性等多种性能的提升。同时，本专利技术通过在改性玻璃纤维中引入苯硫醚结构及苯甲醇结构，有效提高界面相容性和粘结强度，增强与其他组分的相容性，使组分间的结合更加紧密，从而进一步增强体系的分散性和稳定性，提升pps材料的性能。
2、本专利技术的一个目的在于，提供一种碳纤维增强耐酸碱pps材料，所述碳纤维增强耐酸碱pps材料包括质量份数如下的组分：
3、
4、其中，
5、所述改性碳纤维为星型苯硫醚化合物改性碳纤维；
6、所述改性玻璃纤维为羟基化玻璃纤维，部分接枝3,3'-二羧基二苯二硫醚，部分接枝对羟基苯甲酸得到。
7、进一步地，所述偶联剂选自硅烷、钛酸酯、磷酸酯、铬络合物或锆类偶联剂中的一种或多种。
8、进一步地，所述抗氧剂选自抗氧剂245、抗氧剂1076或抗氧剂168中的一种或多种。
9、进一步地，所述润滑剂选自硬脂酸锌或硅酮粉中一种或多种。
10、本专利技术的另一个目的在于，提供上述碳纤维增强耐酸碱pps材料的制备方法，包括如下步骤：
11、s1、将碳纤维浸泡于浓硫酸与浓硝酸的混合溶液中，加热搅拌反应，得到氧化碳纤维；
12、s2、将对氨基苯硫酚与乙酸酐共混，加热搅拌反应，得到对乙酰氨基苯硫酚；将所述对乙酰氨基苯硫酚与六溴苯共混，惰性气体、低温条件下，加入n,n-二甲基甲酰胺，搅拌，然后加入氢化钠反应；反应结束后，低温条件下加入hcl溶液，然后加入水中析出沉淀，得到星型苯硫醚化合物；
13、s3、将所述氧化碳纤维和所述星型苯硫醚化合物共混，超声加热反应，得到改性碳纤维；
14、s4、将玻璃纤维浸泡于双氧水中，加热搅拌反应，得到羟基化玻璃纤维；将所述羟基化玻璃纤维与3,3'-二羧基二苯二硫醚共混，超声加热反应，得到中间产物；将所述中间产物与对羟基苯甲酸共混，超声加热反应，得到改性玻璃纤维；
15、s5、将所述改性pps、偶联剂、润滑剂和抗氧剂共混，从挤出机主喂料口喂入；将所述改性碳纤维从在挤出机筒体的第一侧喂口喂入；将所述改性玻璃纤维从在挤出机筒体的第二侧喂口喂入；经过挤出机共混造粒，得到所述碳纤维增强耐酸碱pps材料。
16、进一步地，步骤s2中，所述对氨基苯硫酚和乙酸酐的质量比为1:(1-3)；所述对乙酰氨基苯硫酚、六溴苯和氢化钠的质量比为1:(2-4):(0.1-0.5)。
17、进一步地，步骤s4中，所述羟基化玻璃纤维、3,3'-二羧基二苯二硫醚和对羟基苯甲酸的质量比为1:(0.5-2):(0.1-1)。
18、进一步地，步骤s1中，所述加热的温度为50-70℃。
19、进一步地，步骤s2中，所述加热的温度为50-70℃。
20、进一步地，步骤s3中，所述加热的温度为50-70℃。
21、进一步地，步骤s4中，所述加热的温度为60-100℃。
22、本专利技术具有以下有益效果：
23、本专利技术通过将氧化碳纤维和端基为羧基的星型苯硫醚化合物混合反应，得到改性碳纤维，加入pps材料中，能有效提高pps材料的性能。一方面，改性碳纤维具有苯硫醚结构，与pps、改性玻璃纤维等具有相似结构的组分具有良好的相容性，能有效提高组分的分散性；另一方面，改性碳纤维具有星型结构，该种结构使得改性碳纤维具有较大的比表面积，以及多个从中心核辐射出的支链，能增强改性碳纤维与其他组分的接触面积，同时具有多个活性位点，能与其他组分形成更规则、紧密的立体网状结构，加强产品的稳定性，实现力学性能、耐酸碱性等多种性能的提升。同时，本专利技术通过在改性玻璃纤维中引入苯硫醚结构及苯甲醇结构，有效提高界面相容性和粘结强度，增强与其他组分的相容性，使组分间的结合更加紧密，从而进一步增强体系的分散性和稳定性，提升pps材料的性能。
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【技术保护点】
1.一种碳纤维增强耐酸碱PPS材料，其特征在于，所述碳纤维增强耐酸碱PPS材料包括质量份数如下的组分：
2.根据权利要求1所述碳纤维增强耐酸碱PPS材料，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷、钛酸酯、磷酸酯、铬络合物或锆类偶联剂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述碳纤维增强耐酸碱PPS材料，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂245、抗氧剂1076或抗氧剂168中的一种或多种。
4.权利1-3任一项所述碳纤维增强耐酸碱PPS材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述碳纤维增强耐酸碱PPS材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述对氨基苯硫酚和乙酸酐的质量比为1:(1-3)；所述对乙酰氨基苯硫酚、六溴苯和氢化钠的质量比为1:(2-4):(0.1-0.5)。
6.根据权利要求4所述碳纤维增强耐酸碱PPS材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述羟基化玻璃纤维、3,3'-二羧基二苯二硫醚和对羟基苯甲酸的质量比为1:(0.5-2):(0.1-1)。
7.根据权利要求4所述碳纤维增强耐酸碱PPS材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述加热的温度为50-70℃。
8.根据权利要求4所述碳纤维增强耐酸碱PPS材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述加热的温度为50-70℃。
9.根据权利要求4所述碳纤维增强耐酸碱PPS材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述加热的温度为50-70℃。
10.根据权利要求4所述碳纤维增强耐酸碱PPS材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述加热的温度为60-100℃。
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【技术特征摘要】
1.一种碳纤维增强耐酸碱pps材料，其特征在于，所述碳纤维增强耐酸碱pps材料包括质量份数如下的组分：
2.根据权利要求1所述碳纤维增强耐酸碱pps材料，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷、钛酸酯、磷酸酯、铬络合物或锆类偶联剂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述碳纤维增强耐酸碱pps材料，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂245、抗氧剂1076或抗氧剂168中的一种或多种。
4.权利1-3任一项所述碳纤维增强耐酸碱pps材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述碳纤维增强耐酸碱pps材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述对氨基苯硫酚和乙酸酐的质量比为1:(1-3)；所述对乙酰氨基苯硫酚、六溴苯和氢化钠的质量比为1:(2-4):(0.1-0.5...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘攸华，阳瑞，陈龙藩，
申请(专利权)人：广东永鑫华新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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