CN107189209A - 一种纤维/聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种纤维/聚丙烯复合材料及其制备方法，涉及纤维增强聚合物基复合材料领域。纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，包括：将纤维基材和自组装β成核剂进行熔融共混和熔融纺丝得到熔纺纤维，将熔纺纤维与聚丙烯基体混合后，进行热压成型和冷却结晶。本纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，通过向纤维基材添加自组装β成核剂并控制自组装β成核剂的迁移析出及其在界面的组装形态，能够诱发纤维/聚丙烯界面的β结晶行为，并控制其形成仿触须形态，从而获得具有较高界面强度的纤维/聚丙烯复合材料。

Description

一种纤维/聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及纤维增强聚合物基复合材料领域，且特别涉及一种纤维/聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)作为一种通用塑料，具有耐高温、耐腐蚀、无毒、无味、易加工等特点，在我国年消费量已达1720万吨，被广泛运用于制造轻量化运载工具，包括汽车内外装件、无人机机体等。显然，提高聚丙烯的综合力学性能对提升其使用安全，扩展其应用范围至关重要。通过添加纤维增强体，制备纤维增强聚丙烯基复合材料能显著提高聚丙烯的比强度和比模量，被认为是实现聚丙烯轻质高强的重要途径。其中，提高界面强度是该领域需要解决的关键问题。
目前，实现纤维/聚丙烯界面增强的方法主要分为两大类：化学键合法和物理结晶法。
对于现有依靠物理结晶提升界面强度主要存在两方面问题：
其一是界面结晶受外部力场、温度场，聚合物基体分子链结构、纤维表面化学组成、表面粗糙度等多因素影响，控制纤维/聚丙烯形成界面结晶，进而调控其晶体结构面临很大困难；
其二是目前界面结晶形态单一，界面增强效果难以保证，有时甚至造成界面强度的降低。
有鉴于此，改善纤维/聚丙烯界面的结晶情况对于提高界面强度具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，通过向纤维基材添加自组装β成核剂并控制自组装β成核剂的迁移析出及其在界面的组装形态，能够诱发纤维/聚丙烯界面的β结晶行为，并控制其形成仿触须形态，从而获得具有较高界面强度的纤维/聚丙烯复合材料。
本发明的另一目的在于提供一种纤维/聚丙烯复合材料，以通过上述的纤维/聚丙烯复合材料的制备方法制得。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，包括：
将纤维基材和自组装β成核剂进行熔融共混和熔融纺丝得到熔纺纤维，将熔纺纤维与聚丙烯基体混合后，进行热压成型和冷却结晶。在热压成型过程中控制成型温度、成型压力和保压时间，促使自组装β成核剂从纤维内迁移扩散入纤维/聚丙烯界面，并在界面自组装为纤维状或树枝状形态；并于随后冷却结晶过程，诱使聚丙烯于成核剂表面附生结晶，从而在纤维/聚丙烯界面形成β型仿触须晶体结构。
一种纤维/聚丙烯复合材料，根据上述的纤维/聚丙烯复合材料的制备方法制得。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例的纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，通过向纤维基材添加自组装β成核剂并控制自组装β成核剂的迁移析出及其在界面的组装形态，能够诱发纤维/聚丙烯基体之间界面的β结晶行为，并控制其形成仿触须形态，从而获得具有较高界面强度的纤维/聚丙烯复合材料。此外，还能够缩短纤维/聚丙烯复合材料的成型周期，提高复合材料加工速度和应用性能。
本发明实施例的纤维/聚丙烯复合材料通过在纤维基材与聚丙烯基体界面形成富含β晶的仿触须界面增强相，使得该纤维/聚丙烯复合材料具备较好的界面强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1制备的纤维/聚丙烯复合材料二次升温重结晶过程中的偏光照片；
图2为本发明实施例4制备的纤维/聚丙烯复合材料二次升温重结晶过程中的偏光照片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的纤维/聚丙烯复合材料及其制备方法进行具体说明。
一种纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，包括：
备取纤维基材。
纤维基材选自尼龙66(PA66)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酰亚胺(PEI)中的至少一种。其中，尼龙66的熔点为264℃；聚苯硫醚的熔点为285℃；聚醚醚酮的熔点为334℃；聚醚酰亚胺的加工温度为337～427℃，起始热分解温度为518.7℃。可知，上述的多种纤维基材均为熔点在230℃以上的可熔纺聚合物。
备取自组装β成核剂。
自组装β成核剂选自芳香族类β成核剂、稀土类β成核剂和有机酸类β成核剂中的至少一种。需要进一步说明的是，上述的成核剂为依靠分子间氢键作用或络合作用形成的自组装β成核剂。
芳香族类β成核剂选自TMB系列化合物、CHB-5化合物、NU-100化合物和NB-328化合物中的至少一种；
稀土类β成核剂为WBG系列化合物；
有机酸类β成核剂选自DCHT化合物、异二酸肼和辛二酸中的至少一种。
备取聚丙烯基体(PP)。
聚丙烯基体选自均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的至少一种。
聚丙烯基体的晶体形态有：α、β、γ、δ和拟六方态五种。其中，β晶型需要在自组装β成核剂诱发条件下生成，并通过添加特定的自组装β成核剂获得不同的性能和效果。
将纤维基材和自组装β成核剂进行熔融共混。
将纤维基材与自组装β成核剂混合后加入到第一挤出机。第一挤出机为双螺杆挤出机。熔融共混过程中，第一挤出机的双螺杆同向转动。
控制第一挤出机的挤出温度为：T1～T2，其中，T1为纤维基材的熔点减去40℃，T2为纤维基材的熔点加上20℃。以尼龙66为例，其熔点为264℃，则第一挤出机的挤出温度为224℃～284℃，其它种类纤维基材同理，在此不作赘述。
同时，控制第一挤出机的螺杆转速为：160～250rpm。纤维基材和β成核剂在第一挤出机的作用下，将纤维基材和β成核剂充分混合并得到负载有β成核剂的纤维基材颗粒。其中，纤维基材负载的β成核剂为0.1～5wt％。
将负载有β成核剂的纤维基材颗粒进行熔融纺丝。
熔融纺丝的装置包括第二螺杆挤出机、纺丝机头和牵伸机。此外，熔融纺丝的装置还可以包括提供动力的流量泵和控制流量的阀门等，流量泵和阀门均为本领域技术人员的常规选择，在此不作赘述。
将负载有β成核剂的纤维基材颗粒加入到第二挤出机。第二挤出机为单螺杆挤出机。
控制第二挤出机的挤出温度为：T3～T4，其中，T3为纤维基材的熔点减去30℃，T4为纤维基材的熔点加上30℃。同样地，以尼龙66为例，其熔点为264℃，则第二挤出机的挤出温度为234℃～294℃，其它种类纤维基材同理，在此不作赘述。
同时，控制第二挤出机的螺杆转速为：30～70rpm。将第二挤出机与纺丝机头连用，对第一挤出机的挤出产物进行再次加热，使得负载有β成核剂的纤维基材颗粒熔融塑化后直接进入纺丝机头内，有利于纺丝的进行。
通过纺丝机头对负载有自组装β成核剂的纤维基材进行纺丝。控制纺丝机头的纺丝温度为：T5～T6，其中，T5为纤维基材的熔点加上5℃，T6为纤维基材的熔点加上10℃。类似地，以尼龙66为例，其熔点为264℃，则纺丝机头的纺丝温度为259℃～274℃，其它种类纤维基材同理，在此不作赘述。通过控制纺丝机头的温度，使得纤维基材在其热变形状态下或熔融状态下进行处理。
将纺丝产物加入到牵伸机内进行牵伸处理。设定牵伸机的牵伸速率为：20～120m/min。通过牵伸处理，能够得到连续地和均匀地熔纺纤维，并且熔纺纤维负载有浓度分布均匀的自组装β成核剂。
将熔纺纤维与聚丙烯基体混合。
混合时，将聚丙烯基体压制成板状或片状，得到聚丙烯板材或聚丙烯片材。将熔纺纤维放置于两块相对设置的聚丙烯板材或聚丙烯片材的中间，即实现将熔纺纤维与聚丙烯基体的混合。
将熔纺纤维与聚丙烯板材的混合物进行热压成型处理。热压成型可以在热压成型机内进行。将上述混合物加入到热压成型机内，在200～250℃的温度下和3～7MPa的压力下成型5～10min。
作为优选，热压成型的条件为在220～240℃的温度下和5MPa的压力下成型5～7min。
承上述，通过热压成型处理，熔纺纤维负载的β成核剂从纤维基材中迁移至纤维基材与聚丙烯基体的界面，并于界面自组装。
将热压成型产物进行冷却结晶。
冷却结晶可以在热压成型机内进行。具体地，可以将负载热压成型产物的热板，从热压成型过程的热压成型机移入到另一台热压成型机内，在15～30℃的温度下和3～7MPa的压力下成型2～8min。
作为优选，冷却结晶的条件为在20～25℃的温度下和5MPa的压力下成型4～6min。
承上述，在热压成型过程中控制成型温度、成型压力和保压时间，促使自组装β成核剂从纤维内迁移扩散入纤维/聚丙烯界面，并在界面自组装为纤维状或树枝状形态；并于随后冷却结晶过程，诱使聚丙烯于成核剂表面附生结晶，从而在纤维/聚丙烯界面形成β型仿触须晶体结构。
一种通过上述的纤维/聚丙烯复合材料制备方法制得的纤维/聚丙烯复合材料，通过在纤维基材与聚丙烯基体界面形成富含β晶的仿触须截面增强相，使得该纤维/聚丙烯复合材料具备较好的界面强度。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
备取尼龙66、TMB-5(自组装β成核剂)和均聚聚丙烯。尼龙66、TMB-5的质量比为100：0.1。
将尼龙66与TMB-5混合后加入到第一挤出机内，在260℃的温度下和180rpm的转速下挤出得到负载有自组装β成核剂的纤维基材颗粒。
将负载有自组装β成核剂的纤维基材颗粒进行熔融纺丝。将上述产物加入到第二挤出机内，在270℃的温度下和50rpm的转速下挤出得到的熔体直接进入纺丝喷头内，在270℃的温度下进行纺丝。将从纺丝喷头出来的丝状物缠绕于牵伸装置的卷绕桶，并在冷却过程中和在30m/min的牵伸速率下对丝状物进行热牵伸处理，即完成熔融纺丝。
将均聚聚丙烯压成板材。将单根的熔融纺丝产物设置于两个相对设置的均聚聚丙烯板材之间后，加入到热压成型机内并在220℃的温度下和5MPa的压力下成型5min，得到热压成型产物。
将热压成型产物转移到温度为20℃的热压成型机内，在5MPa的压力下成型5min，得到纤维/聚丙烯复合材料。
对制得的纤维/聚丙烯复合材料进行二次升温重结晶后，进行偏光显像，其照片见图1。
实施例2
备取尼龙66、TMB-5(自组装β成核剂)和均聚聚丙烯。尼龙66和TMB-5的质量比为100：1。
其余同条件同实施例1，制得纤维/聚丙烯复合材料。
实施例3
备取聚苯硫醚、NU-100(自组装β成核剂)和嵌段共聚聚丙烯。聚苯硫醚和NU-100的质量比为100：2。
将聚苯硫醚与NU-100混合后加入到第一挤出机内，在290℃的温度下和170rpm的转速下挤出得到负载有自组装β成核剂的纤维基材颗粒。
将负载有自组装β成核剂的纤维基材颗粒进行熔融纺丝。将上述产物加入到第二挤出机内，在290℃的温度下和40rpm的转速下挤出得到的熔体直接进入纺丝喷头内，在291℃的温度下进行纺丝。将从纺丝喷头出来的丝状物缠绕于牵伸装置的卷绕桶，并在冷却过程中和在25m/min的牵伸速率下对丝状物进行热牵伸处理，即完成熔融纺丝。
将嵌段共聚聚丙烯压成板材。将单根的熔融纺丝产物设置于两个相对设置的嵌段共聚聚丙烯板材之间后，加入到热压成型机内并在230℃的温度下和5.5MPa的压力下成型7min，得到热压成型产物。
将热压成型产物转移到温度为22℃的热压成型机内，在5.5MPa的压力下成型7min，得到纤维/聚丙烯复合材料。
实施例4
备取尼龙66、CHB-5(自组装β成核剂)和均聚聚丙烯。尼龙66和CHB-5的质量比为100：1。
将尼龙66与TMB-5混合后加入到第一挤出机内，在265℃的温度下和180rpm的转速下挤出得到负载有自组装β成核剂的纤维基材颗粒。
将负载有自组装β成核剂的纤维基材颗粒进行熔融纺丝。将上述产物加入到第二挤出机内，在270℃的温度下和50rpm的转速下挤出得到的挤出熔体直接进入纺丝喷头内，在270℃的温度下进行纺丝。将从纺丝喷头出来的丝状物缠绕于牵伸装置的卷绕桶，并在冷却过程中和在30m/min的牵伸速率下对丝状物进行热牵伸处理，即完成熔融纺丝。
将均聚聚丙烯压成板材。将单根的熔融纺丝产物设置于两个相对设置的均聚聚丙烯板材之间后，加入到热压成型机内并在240℃的温度下和6MPa的压力下成型7min，得到热压成型产物。
将热压成型产物转移到温度为24℃的热压成型机内，在6MPa的压力下成型7min，得到纤维/聚丙烯复合材料。
对制得的纤维/聚丙烯复合材料进行二次升温重结晶后，进行偏光显像，其照片见图2。
实施例5
备取聚醚酰亚胺、WBG系列化合物(自组装β成核剂)和无规共聚聚丙烯。聚醚酰亚胺和WBG系列化合物的质量比为100：3。
将聚醚酰亚胺与WBG系列化合物混合后加入到第一挤出机内，在370℃的温度下和190rpm的转速下挤出得到负载有自组装β成核剂的纤维基材颗粒。
将负载有自组装β成核剂的纤维基材颗粒进行熔融纺丝。将上述产物加入到第二挤出机内，在415℃的温度下和60rpm的转速下挤出得到的熔体直接进入纺丝喷头内，在415℃的温度下进行纺丝。将从纺丝喷头出来的丝状物缠绕于牵伸装置的卷绕桶，并在冷却过程中和在68m/min的牵伸速率下对丝状物进行热牵伸处理，即完成熔融纺丝。
将无规共聚聚丙烯压成板材。将单根的熔融纺丝产物设置于两个相对设置的无规共聚聚丙烯板材之间后，加入到热压成型机内并在250℃的温度下和5MPa的压力下成型5min，得到热压成型产物。
将热压成型产物转移到温度为20℃的热压成型机内，在5MPa的压力下成型5min，得到纤维/聚丙烯复合材料。
实施例6
备取尼龙66、TMB-5和嵌段共聚聚丙烯。尼龙66和TMB-5的质量比为100：3。
将尼龙66与TMB-5混合后加入到第一挤出机内，在280℃的温度下和165rpm的转速下挤出得到负载有自组装β成核剂的纤维基材颗粒。
将负载有自组装β成核剂的纤维基材颗粒进行熔融纺丝。将上述产物加入到第二挤出机内，在274℃的温度下和50rpm的转速下挤出得到的熔体直接进入纺丝喷头内，在270℃的温度下进行纺丝。将从纺丝喷头出来的丝状物缠绕于牵伸装置的卷绕桶，并在冷却过程中和在110m/min的牵伸速率下对丝状物进行热牵伸处理，即完成熔融纺丝。
将嵌段共聚聚丙烯压成板材。将单根的熔融纺丝产物设置于两个相对设置的嵌段共聚聚丙烯板材之间后，加入到热压成型机内并在240℃的温度下和4MPa的压力下成型5min，得到热压成型产物。
将热压成型产物转移到温度为20℃的热压成型机内，在4MPa的压力下成型5min，得到纤维/聚丙烯复合材料。
实施例7
备取聚苯硫醚、NB-328(自组装β成核剂)和无规共聚聚丙烯。聚苯硫醚和NB-328的质量比为100：4。
将聚苯硫醚与NB-328混合后加入到第一挤出机内，在300℃的温度下和150rpm的转速下挤出得到负载有β成核剂的纤维基材颗粒。
将负载有自组装β成核剂的纤维基材颗粒进行熔融纺丝。将上述产物加入到第二挤出机内，在290℃的温度下和50rpm的转速下挤出得到的挤出熔体直接进入纺丝喷头内，在290℃的温度下进行纺丝。将从纺丝喷头出来的丝状物缠绕于牵伸装置的卷绕桶，并在冷却过程中和在70m/min的牵伸速率下对丝状物进行热牵伸处理，即完成熔融纺丝。
将无规共聚聚丙烯压成板材。将单根的熔融纺丝产物设置于两个相对设置的无规共聚聚丙烯板材之间后，加入到热压成型机内并在220℃的温度下和4MPa的压力下成型10min，得到热压成型产物。
将热压成型产物转移到温度为20℃的热压成型机内，在4MPa的压力下成型10min，得到纤维/聚丙烯复合材料。
实施例8
备取聚醚酰亚胺、WBG系列化合物(自组装β成核剂)和均聚聚丙烯。聚醚酰亚胺和WBG系列化合物的质量比为100：5。
将聚醚酰亚胺纤维与WBG系列化合物混合后加入到第一挤出机内，在350℃的温度下和190rpm的转速下挤出得到负载有β成核剂的纤维基材颗粒。
将负载有自组装β成核剂的纤维基材颗粒进行熔融纺丝。将上述产物加入到第二挤出机内，在360℃的温度下和60rpm的转速下挤出得到的挤出熔体直接进入纺丝喷头内，在360℃的温度下进行纺丝。将从纺丝喷头出来的丝状物缠绕于牵伸装置的卷绕桶，并在冷却过程中和在78m/min的牵伸速率下对丝状物进行热牵伸处理，即完成熔融纺丝。
将均聚聚丙烯压成板材。将单根的熔融纺丝产物设置于两个相对设置的均聚聚丙烯板材之间后，加入到热压成型机内并在250℃的温度下和5MPa的压力下成型10min，得到热压成型产物。
将热压成型产物转移到温度为24℃的热压成型机内，在5MPa的压力下成型10min，得到纤维/聚丙烯复合材料。
对比例1
备取尼龙66和均聚聚丙烯。
将尼龙66加入到第一挤出机内，在265℃的温度下和180rpm的转速下挤出。
将挤出后的尼龙66颗粒进行熔融纺丝。将上述产物加入到第二挤出机内，在270℃的温度下和50rpm的转速下挤出得到的挤出熔体直接进入纺丝喷头内，在270℃的温度下进行纺丝。将从纺丝喷头出来的丝状物缠绕于牵伸装置的卷绕桶，并在冷却过程中和在30m/min的牵伸速率下对丝状物进行热牵伸处理，即完成熔融纺丝。
将熔融纺丝产物与均聚聚丙烯混合后加入到热压成型机内，在200℃的温度下和5MPa的压力下成型10min，得到纤维/聚丙烯复合材料。
对比例2
备取聚苯硫醚和均聚聚丙烯。
将聚苯硫醚加入到第一挤出机内，在290℃的温度下和170rpm的转速下挤出。
将挤出后的聚苯硫醚纤维颗粒进行熔融纺丝。将上述产物加入到第二挤出机内，在295℃的温度下和40rpm的转速下挤出得到的挤出熔体直接进入纺丝喷头内，在291℃的温度下进行纺丝。将从纺丝喷头出来的丝状物缠绕于牵伸装置的卷绕桶，并在冷却过程中和在30m/min的牵伸速率下对丝状物进行热牵伸处理，即完成熔融纺丝。
将熔融纺丝产物与均聚聚丙烯混合后加入到热压成型机内，在220℃的温度下和5MPa的压力下成型10min，得到纤维/聚丙烯复合材料。
对比例3
备取聚醚酰亚胺和嵌段共聚聚丙烯。
将聚醚酰亚胺加入到第一挤出机内，在415℃的温度下和190rpm的转速下挤出。
将挤出后聚醚酰亚胺纤维颗粒进行熔融纺丝。将上述产物加入到第二挤出机内，在415℃的温度下和60rpm的转速下挤出得到的挤出熔体直接进入纺丝喷头内，在415℃的温度下进行纺丝。将从纺丝喷头出来的丝状物缠绕于牵伸装置的卷绕桶，并在冷却过程中和在30m/min的牵伸速率下对丝状物进行热牵伸处理，即完成熔融纺丝。
将熔融纺丝产物与嵌段均聚聚丙烯混合后加入到热压成型机内，在250℃的温度下和5MPa的压力下成型5min，得到纤维/聚丙烯复合材料。
对比例4
备取聚苯硫醚和无规共聚聚丙烯。
将聚苯硫醚加入到第一挤出机内，在290℃的温度下和170rpm的转速下挤出。
将挤出后的聚苯硫醚纤维颗粒进行熔融纺丝。将上述产物加入到第二挤出机内，在285℃的温度下和40rpm的转速下挤出得到的挤出熔体直接进入纺丝喷头内，在295℃的温度下进行纺丝。将从纺丝喷头出来的丝状物缠绕于牵伸装置的卷绕桶，并在冷却过程中和在65m/min的牵伸速率下对丝状物进行热牵伸处理，即完成熔融纺丝。
将熔融纺丝产物与均聚聚丙烯混合后加入到热压成型机内，在230℃的温度下和5.5MPa的压力下成型7min，得到纤维/聚丙烯复合材料。
对实施例1～8以及对比例1～4制备的纤维/聚丙烯复合材料进行界面剪切强度检测，检测结果见表1。
表1界面剪切强度检测结果
序号 纤维种类 β成核剂wt％ 界面剪切强度MPa
实施例1 尼龙66 0.5 7.8
实施例2 尼龙66 1 6.4
实施例3 聚苯硫醚 1 14.3
实施例4 尼龙66 2 17.7
实施例5 聚醚酰亚胺 2 18.7
实施例6 尼龙66 3 14.7
实施例7 聚苯硫醚 3 12.9
实施例8 聚醚酰亚胺 5 15.1
对比例1 尼龙66 0 3.0
对比例2 聚苯硫醚 0 3.3
对比例3 聚醚酰亚胺 0 3.1
对比例4 聚苯硫醚 0 3.1
从表1可以看出，实施例1～8制备的纤维/聚丙烯复合材料的界面强度高于对比例1～4制备的纤维/聚丙烯复合材料。这说明：
1)纤维基材中添加的自组装β成核剂，利用成核剂的异相成核作用和其在纤维基材的热迁移过程，使纤维基材的表面具有富含诱导聚丙烯形成界面晶体的成核位点，从而实现对纤维/聚丙烯界面结晶的控制和形成；
2)由于采用的是β成核剂，可控制纤维/聚丙烯界面形成β型界面晶体；
3)由于采用成核剂是自组装β成核剂，可诱导负载于纤维基材表面的成核剂形成多支化形态，进而控制纤维/聚丙烯界面形成具有仿生功能的多触须β型界面晶体。
综上所述，本发明实施例的纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，通过向纤维基材添加自组装β成核剂并控制自组装β成核剂的迁移析出及其在界面的组装形态，能够诱发纤维/聚丙烯界面的β结晶行为，并控制其形成仿触须形态，从而获得具有较高界面强度的纤维/聚丙烯复合材料。此外，还能够缩短纤维/聚丙烯复合材料的成型周期，提高复合材料加工速度和应用性能。
本发明实施例的纤维/聚丙烯复合材料通过在纤维基材与聚丙烯基体界面形成富含β晶的仿触须界面增强相，使得该纤维/聚丙烯复合材料具备较好的界面强度。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
将纤维基材和自组装β成核剂进行熔融共混和熔融纺丝得到熔纺纤维，将所述熔纺纤维与聚丙烯基体混合后，进行热压成型和冷却结晶。
2.根据权利要求1所述的纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述纤维基材负载的所述自组装β成核剂为0.1～5wt％。
3.根据权利要求1所述的纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述自组装β成核剂选自芳香族类β成核剂、稀土类β成核剂和有机酸类β成核剂中的至少一种；
所述芳香族类β成核剂选自TMB系列化合物、CHB-5化合物、NU-100化合物和NB-328化合物中的至少一种；
所述稀土类β成核剂为WBG系列化合物；
所述有机酸类β成核剂选自DCHT化合物、异二酸肼和辛二酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述熔融共混的设备包括第一挤出机，所述第一挤出机的挤出温度为：T1～T2，其中，T1为所述纤维基材的熔点减去40℃，T2为所述纤维基材的熔点加上20℃，所述第一挤出机的螺杆转速为：160～250rpm。
5.根据权利要求1所述的纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述熔融纺丝的设备包括第二挤出机、纺丝机头和牵伸机，所述第二挤出机的挤出温度为：T3～T4，其中，T3为所述纤维基材的熔点减去30℃，T4为所述纤维基材的熔点加上30℃，所述第二挤出机的螺杆转速为：30～70rpm；所述纺丝机头的纺丝温度为：T5～T6，其中，T5为所述纤维基材的熔点加上5℃，T6为所述纤维基材的熔点加上10℃；所述牵伸机的牵伸速率为：20～120m/min。
6.根据权利要求1所述的纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯基体选自均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述热压成型为在200～250℃的温度下和3～7MPa的压力下成型5～10min；
优选为在220～240℃的温度下和5MPa的压力下成型5～7min。
8.根据权利要求1所述的纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述冷却结晶为在15～30℃的温度下和3～7MPa的压力下成型2～8min；
优选为在20～25℃的温度下和5MPa的压力下成型4～6min。
9.根据权利要求1～8任一项所述的纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述纤维基材选自尼龙66、聚苯硫醚、聚醚醚酮和聚醚酰亚胺中的至少一种。
10.一种纤维/聚丙烯复合材料，其特征在于，根据权利要求1～9任一项所述的纤维/聚丙烯复合材料的制备方法制得。
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