[發(fā)明專利]短切麻纖維/碳纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料板有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710530596.X | 申請日： | 2017-07-03 |
| 公開（公告）號： | CN107310216B | 公開（公告）日： | 2019-08-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 盛旭敏;譚偉文;吳承操;李又兵 | 申請（專利權(quán)）人： | 重慶理工大學(xué) |
| 主分類號： | B32B9/02 | 分類號： | B32B9/02;B32B9/04;B32B27/12;B32B27/32;B32B33/00;B32B37/06;C08L23/06;C08L97/02;C08L51/06;C08K7/06;B29B7/72;B29C35/00;B29C35/02 |
| 代理公司： | 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212 | 代理人： | 張先蕓 |
| 地址： | 400054 重*** | 國省代碼： | 重慶;50 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 熱塑性聚合物 碳纖維 麻纖維 熱塑性聚合物復(fù)合材料 植物纖維 短切 夾芯結(jié)構(gòu) 中間芯層 下表層 片料 短切碳纖維 短切纖維 分散均勻 工藝過程 力學(xué)性能 有效解決 復(fù)合材料 可回收 可降解 熱壓制 疊合 混料 制備 壓制 | ||
本發(fā)明公開了一種短切麻纖維/碳纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料板，為夾芯結(jié)構(gòu)，由上、下表層和中間芯層熱壓制成；所述上、下表層為短切麻纖維/熱塑性聚合物片料，中間芯層為短切碳纖維/熱塑性聚合物片料。本發(fā)明將麻纖維、碳纖維分別與二分之一用量的熱塑性聚合物混合成片后再疊合壓制具有特殊的夾芯結(jié)構(gòu)，有效解決了熱塑性聚合物與植物纖維和碳纖維混料困難的問題，使植物纖維和碳纖維在熱塑性聚合物中分散均勻，從而提高復(fù)合材料的性能。具有工藝過程簡化，操作更簡單的特點(diǎn)。本發(fā)明制得的短切纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料兼具碳纖維、植物纖維和熱塑性聚合物的多重優(yōu)點(diǎn)，力學(xué)性能極佳，可回收，可降解，制備方法操作簡單。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種聚合物復(fù)合材料板及其制備方法，具體涉及一種短切麻纖維/碳纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料板及其制備方法，屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)
近年來，隨著車用材料的輕量化及新能源汽車的蓬勃發(fā)展，以碳纖維為增強(qiáng)材料的聚合物基復(fù)合材料板材在汽車工業(yè)中的用量迅速上升，應(yīng)用范圍已經(jīng)從汽車傳統(tǒng)的外飾件、內(nèi)飾件、空調(diào)件擴(kuò)展到包括發(fā)動機(jī)和底盤在內(nèi)的結(jié)構(gòu)件等諸多零部件。
目前汽車行業(yè)使用的復(fù)合材料以碳纖(長纖)增強(qiáng)熱固性聚合物基復(fù)合材料為主。而車用高分子材料今后的重點(diǎn)發(fā)展方向除輕量化、高性能化以外，對材料的環(huán)保性及可回收性也提出更高要求。熱塑性聚合物與熱固性聚合物相比，具有很好的可回收性；以麻纖維為代表的植物纖維具有生物分解性，可以加速復(fù)合材料廢棄物的降解，具有較好的環(huán)保性。如果將植物纖維與碳纖維在熱塑性聚合物中混合使用，可以兼顧性能、環(huán)保以及可回收要求，在汽車行業(yè)中有廣闊的應(yīng)用前景。
與長纖維/聚合物復(fù)合材料相比，短切纖維/聚合物復(fù)合材料更具有自動化生產(chǎn)及成本優(yōu)勢。通常來說，短切纖維包括了所有長度較短的無機(jī)纖維及有機(jī)纖維，短切纖維是將長纖維經(jīng)纖維切斷設(shè)備短切而成，其范圍涵蓋所有長度較短的無機(jī)或有機(jī)纖維。但是，將短切植物纖維、短切碳纖維與熱塑性聚合物直接混合后制備的復(fù)合材料板力學(xué)性能并不令人滿意。主要原因在于：短切植物纖維、短切碳纖維均容易聚集成團(tuán)，兩者同時(shí)加入熱塑性聚合物中會導(dǎo)致混料難度增大，且很難在熱塑性聚合物中分散均勻，從而使復(fù)合材料板性能劣化。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種短切麻纖維/碳纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料板，解決短切麻纖維/碳纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料板的力學(xué)性能不強(qiáng)等問題。
本發(fā)明還提供該短切麻纖維/碳纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料板的制備方法，解決短切植物纖維、短切碳纖維與熱塑性聚合物混料加工困難，質(zhì)量難以控制的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種短麻切纖維/碳纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料板，其特征在于，為夾芯結(jié)構(gòu)，由上、下表層和中間芯層熱壓制成；所述上、下表層為短切麻纖維/熱塑性聚合物片料，中間芯層為短切碳纖維/熱塑性聚合物片料。
進(jìn)一步，所述短切麻纖維/熱塑性聚合物片料由短切麻纖維、增容劑和熱塑性聚合物按重量比為10：1.0-2.0：50的原料混煉而成；所述短切碳纖維/熱塑性聚合物片料由短切碳纖維、增容劑和熱塑性聚合物按重量比為5：1.0-2.0：50混煉而成。
所述熱塑性聚合物采用低密度聚乙烯，所述增容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯。
本發(fā)明還提供一種短切麻纖維/碳纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料板的制備方法，包括如下步驟：
1)將麻纖維用質(zhì)量濃度2％的氫氧化鈉水溶液浸泡24h(堿處理)后洗凈干燥備用；
2)將麻纖維、增容劑和熱塑性聚合物在雙輥開煉機(jī)中混煉成復(fù)合材料片料得片料I，其組份配比同上；
3)將碳纖維、增容劑和熱塑性聚合物在雙輥開煉機(jī)中混煉成復(fù)合材料片料得片料II，其組份配比同上；
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