[發明專利]一種聚丙烯－Kevlar纖維復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200810304787.5
• 申請日: 2008-10-08
• 公開（公告）號: CN101358011A
• 公開（公告）日: 2009-02-04
• 發明（設計）人: 鄭玉嬰;程雷;李寶銘
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L51/06;C08J5/06;C08K5/134;C08K5/526;B29B9/14;B29C47/92
• 代理公司: 福州元創專利代理有限公司
• 代理人: 蔡學俊

1.一種聚丙烯-Kevlar纖維復合材料的制備方法，其特征在于：所述制備方法的步驟為：

(1)??????????Kevlar纖維的超聲處理：將Kevlar纖維放入密閉容器，以乙醇為溶劑，超聲處理12～16h，除去纖維表面雜物，然后將經過表面處理的Kevlar纖維真空干燥備用；

(2)??????????Kevlar纖維的水解：將經過步驟（1）超聲處理的Kevlar纖維置于質量濃度為8～12%的NaOH水溶液中水解反應12～16h，溶液溫度控制在90～100℃，將其產物水洗至中性，然后真空干燥備用；

(3)??????????PP-g-MAH-St接枝物的制備：往帶有攪拌器的反應器中加入聚丙烯PP、過氧化苯甲酰BPO、二甲苯，在N₂氣氛下靜置溶脹1～2h；然后加入馬來酸酐MAH和苯乙烯St，升溫至120℃，開動機械攪拌，反應1～2h，當反應結束后，繼續通N₂一段時間，直到接枝產物完全冷卻為止；將接枝產物置于索氏提取器中，用丙酮抽提24h，除去未接枝的單體均聚物和共聚物，然后60℃真空干燥至恒重；

（4）聚丙烯-Kevlar纖維復合材料的制備：將聚丙烯100份、經過步驟（2）水解處理過的Kevlar纖維3～5份、步驟（3）制備的PP-g-MAH-St接枝物5～20份和復合抗氧劑0.5～1份置于高速混合機中充分混合，所述復合抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑168的復合物，其復配質量比為2∶1；然后在雙螺桿擠出機中熔融共混擠出、造粒，制備出聚丙烯-Kevlar纖維復合材料。

2.根據權利要求1所述的聚丙烯-Kevlar纖維復合材料的制備方法，其特征在于：所得的聚丙烯-Kevlar纖維復合材料粒料經干燥后注射成標準樣條，進行力學性能測試。

3.根據權利要求1所述的聚丙烯-Kevlar纖維復合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中Kevlar纖維的長度為5mm～6mm；Kevlar纖維與乙醇的用量為：按照20～25gKevlar纖維加入300～500ml的乙醇。

4.根據權利要求1所述的聚丙烯-Kevlar纖維復合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中超聲處理溫度為60～80℃，功率為80～100w。

5.根據權利要求1所述的聚丙烯-Kevlar纖維復合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中超聲處理過的Kevlar纖維與NaOH水溶液的用量為：按照20～25g超聲處理過的Kevlar纖維加入300～500ml的NaOH水溶液。

6.根據權利要求1所述的聚丙烯-Kevlar纖維復合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）PP-g-MAH-St接枝物的制備中：聚丙烯PP∶過氧化苯甲酰BPO∶二甲苯∶馬來酸酐MAH∶苯乙烯St的質量比為1∶0.01～0.02∶1～1.5∶0.08～0.16∶0.10～0.20。

7.根據權利要求1所述的聚丙烯-Kevlar纖維復合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（4）中雙螺桿擠出機的機筒溫度為180℃～200℃。

8.根據權利要求1所述的聚丙烯-Kevlar纖維復合材料的制備方法，其特征在于：采用化學滴定法測定步驟（3）制備的PP-g-MAH-St接枝物的接枝率，具體操作為：取1～2g接枝純化物，置于單口燒瓶中，加入二甲苯，加熱回流40～60min，稍冷后再加入過量的KOH－乙醇標準溶液，再回流4～6h；冷卻后加入酚酞作為指示劑，在攪拌器上快速攪拌，用HCl－異丙醇標準溶液反滴定過量的堿，記錄加入的堿量和反滴定所用的酸量，按下式計算接枝率：

其中：M_KOH―氫氧化鉀乙醇溶液濃度，mol/L；M_HCl―鹽酸異丙醇溶液濃度，mol/L；V_KOH―加入氫氧化鉀乙醇溶液的量，mL；V_HCl―鹽酸異丙醇溶液的用量，mL；m――純化物的質量，g。