本发明专利技术涉及一种纤维素类材料增强的复合材料用反应型界面相容剂及其制备方法，属于高分子材料改性技术领域。该反应界面相容剂是由丙烯酸酯类单体、苯乙烯、引发剂、聚烯烃、界面剂等通过固相接枝法在聚烯烃上共接枝，其优点在于聚合物基体主链上功能单体接枝率高，能高效与纤维素类材料表面的羟基形成共价键，促进纤维素类材料在塑料基体中的分散性；同时大分子主链具有适当的分子量，既能与复合材料中塑料基体发生分子链缠结改善相容性，又具有良好的熔融流动性，在加工中能有效浸润复合材料，在界面处紧密啮合形成有效传递应力的界面层，并有效缓解材料形变时产生的细微裂纹，提高了此类复合材料的机械性能和耐水性，拓宽了它们在各领域应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种纤维素类材料增强的复合材料用的反应型界面相容剂及其制备方法，属于高分子材料改性
技术介绍
随着高分子科学的不断发展，高分子材料的品质日益繁多，将两种或多种高分子材料共混复合或加入各种填料与塑料基体复合，以综合各个组分性能的优点，可获得综合性能更为优良的复合材料，此类工作正受到各方的广泛关注。但是，由于不同塑料基体和填料性能的差异，如极性、表面能的差异等，导致了复合材料中各组分间相容性欠佳，严重影响了复合材料的性能，限制了其应用。纤维素类材料增强的复合材料，是ー种主要由木材或 者纤维素为基础材料与塑料(也可以是多种塑料)制成的复合材料，其中纤维素类材料的糖苷结构富含羟基，极性较高；而聚烯烃基体基本以碳碳链为主体，极性较低，两者的相容性很差，受到外力作用时应カ难以有效传递到作为增强填料的纤维素类材料上，力学性能较差。因此，开发能增强纤维素类材料与塑料基体间相容性的界面相容剂就十分重要。纤维素类材料增强的复合材料用界面相容剂，一般是将带有双键和极性基团或反应性基团的功能単体通过引发剂引发，通过自由基反应接枝到大分子主链上。接枝上的功能単体，既提高了大分子主链的极性，同时其带有的反应性基团又能和纤维素类材料表面羟基形成共价键；而大分子主链由于和复合材料中塑料基体结构相似，能与之发生分子链缠结，从而增强了纤维素类材料与塑料基体的相容性。目前使用最为广泛的功能単体是马来酸酐(MAH，顺丁烯ニ酸酐)，相客体系的过于单一，是制约纤维素类材料增强的复合材料性能提升的重要问题。因此，开发使用其他功能単体及新型单体制备的界面相容剂，有着十分重要的意义。同时，传统的界面相容剂制备方法为溶液接枝法和熔融接枝法。溶液法将功能単体、引发剂、塑料基体共同溶解在溶剂中进行反应，具有接枝率高的优点，但需使用并回收大量溶剤，成本较高；熔融法通过螺杆挤出机在挤出过程中使功能単体与塑料基体发生接枝反应，能进行大批量连续操作，但由于挤出过程操作温度高，易发生聚合物链降解等副反应导致大分子主链分子量下降，使其与复合材料中塑料基体缠结性能变差。这两种传统方法都具有较大的缺陷，因此，研究ー种新的纤维素类材料增强的复合材料用的反应型界面相容剂，及其制备方法，就显得十分必要。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供ー种使用非马来酸酐作为功能单体，制备的纤维素类材料增强的复合材料用界面相容剂。该界面相容剂具有接枝率高、大分子主链分子量适当等优点，能有效改善纤维素类材料与塑料基体的相容性，既能与复合材料中塑料基体发生分子量缠结，改善相容性，又具有良好的熔融流动性，在加工中能有效浸润复合材料，在界面处紧密啮合，形成有效传递应カ的界面层，此外，还能有效缓解材料形变时产生的细微裂纹，从而提高纤维素类材料增强的复合材料的机械性能和耐水性，拓宽了它们在各领域应用。本专利技术的目的之ニ 在于提供该纤维素类材料增强的复合材料用界面相容剂的制备方法。该方法制得的界面相容剂，具有功能単体接枝率高，反应温度较低，有利于接枝反应发生而不是降解副反应，聚烯烃主链降解程度低，反应条件温和等优点。本专利技术的ー种纤维素类材料增强的复合材料用反应型界面相容剂的制备方法，是由丙烯酸酯类单体、苯こ烯、引发剂、聚烯烃、界面剂等通过固相接枝法反应而成，聚烯烃主链分子量在1000 6000，接枝率为5% 15%。各个组分的重量份用量如下 聚烯烃100份 丙烯酸酯类单体1(Γ30份 苯こ烯10 30份 引发剂O. 5 3份 界面剂10 20份 所述的丙烯酸酯类单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种。所述的引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮ニ异丁腈、过氧化ニ异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酷中的一种或几种。所述的聚烯烃为线型低密度聚こ烯、低密度聚こ烯、高密度聚こ烯、聚丙烯中的ー种或几种。所述的界面剂为甲苯、ニ甲苯、1，2，4-三氯苯中的ー种或几种。本专利技术的反应型界面相容剂的具体制备方法为将聚烯烃加入四ロ烧瓶中，缓慢滴加丙烯酸酯类单体、苯こ烯、引发剂、界面剂组成的混合物，同时通入氮气，常温搅拌O. 5 2小时。随后在10(Tl40°C下，反应O. 5 2小时。应用于熔融挤出法制备聚丙烯基体与维素类材料制备复合材料时，由本专利技术方法合成的可反应型界面相容剂，其添加量不低于5% (重量比)，添加纤维素类材料为木粉、锯末、刨花、亚麻纤维、废旧报纸、棉纺厂下脚料、秸杆、稻壳、玉米芯等纤维素类材料，经过粉碎、过筛(如60目)、干燥等处理后的ー种或几种的混和物，重量占40%以上，从而能使该类复合材料的机械性能和耐水性得到较佳提高。与现有相容剂相比，本专利技术的相容剂的突出和显著优点为 I.通过固相接枝法制备的相容剂接枝率高，能与纤维素类材料表面的羟基形成共价键的反应点多，能与纤维素类材料紧密结合；这种制备方法由于反应温度比熔融接枝法低，聚烯烃主链降解程度低，具有适当的分子量，既能与复合材料中塑料基体发生分子量缠结改善相容性，又具有良好的熔融流动性，在加工中能有效浸润复合材料，在界面处紧密啮合形成有效传递应カ的界面层，此外还能有效缓解材料形变时产生的细微裂纹，从而提高纤维素类材料增强的复合材料机械性能和耐水性。2.本专利技术的相容剂，能显著提高复合材料中纤维素类材料的分散性，防止纤维素类材料在复合材料中的团聚，对纤维素类材料增强的复合材料界面改善，效果优异，其机械性能可提闻。3.本专利技术中制备相容剂的方法操作简便，エ艺简练，能简单实现界面相容剂功能単体的高接枝率，不需要使用大量溶剂；反应温度比熔融法低，又能有效减少聚烯烃主链降解副反应。4.本专利技术的相容剂，能有效提高纤维素类材料增强的复合材料机械性能和耐水性。具体实施例方式实施例I : 将20g聚丙烯加入四ロ烧瓶中，缓慢滴加2g甲基丙烯酸缩水甘油酷、2g苯こ烯、O. 2g过氧化苯甲酰、2g ニ甲苯的混合物，同时通入氮气，常温搅拌I小吋。随后在120°C下，反应I小时。反应完毕后以丙酮为抽提剂，在脂肪抽出器中连续抽提24小时，除去未反应或发生 均聚的功能単体后，放入烘箱在100°C下连续干燥24小时，得到精制的界面相容剂，其接枝率为8. 509% 应用于熔融挤出法制备聚丙烯基复合材料，在界面相容剂添加5% (重量％比)，木粉(60目，含水量低于1%)添加40%时，所制得复合材料与市售的马来酸酐型界面相容剂在相同エ艺条件下制备的复合材料相比，拉伸强度由30. 5MPa提高到34. 3MPa ;缺ロ冲击强度由6. lkj/m2提高至Ij 6. 4 kj/m2 ;吸水率由8. 6%降低至6. 9%。实施例2: 将20g聚丙烯加入四ロ烧瓶中，缓慢滴加3g甲基丙烯酸缩水甘油酷、3g苯こ烯、O. 2g过氧化苯甲酰、2g ニ甲苯的混合物，同时通入氮气，常温搅拌I小吋。随后在120°C下，反应I小时。反应完毕后以丙酮为抽提剂，在脂肪抽出器中连续抽提24小时，除去未反应或发生均聚的功能単体后，放入烘箱在100°C下连续干燥24小时，得到精制的界面相容剂，其接枝率为 9. 402%。应用于熔融挤出法制备聚丙烯基复合材料，在界面相容剂添加5% (重量比)，锯末(60目，含水量低于1%)添加40%时，所制得复合材料与市售的马来酸酐型界面相容剂在相同エ艺条件下制本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种以聚烯烃为主链，丙烯酸酯类单体为功能単体，苯こ烯为共接枝単体，加入引发剂和界面剂，通过固相接枝法，获取纤维素类材料增强的复合材料用的反应型界面相容剂的制备方法，其特征是该复合材料用的反应型界面相容剂，其制备步骤如下 将聚烯烃加入四ロ烧瓶中，缓慢滴加丙烯酸酯类单体、苯こ烯、引发剂和界面剂组成的混合物，同时通入氮气，常温搅拌O. 5^2小时；随后在10(Tl40°C下，反应O. 5^2小时，该界面相容剂中聚烯烃主链分子量为1000 6000,接枝率为5% 15% ;各个组分的重量份用量如下 聚烯烃100份 丙烯酸酯类单体1(Γ30份 苯こ烯10 30份 引发剂O. 5 3份 界面剂1(Γ20份。2.根据权利要求I所述的反应型界面相容剂制备方法，其特征是所述的聚烯烃为线型低密度聚こ烯、低密度聚こ烯、高密度聚こ烯、聚丙烯中的ー种或几种。3.根据权利要求I所述的反应...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞成丙，芮英宇，戚文迎，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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