CN107446241A - 一种高力学性能增强聚丙烯 - Google Patents

一种高力学性能增强聚丙烯 Download PDF

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Abstract

本发明属于聚丙烯技术领域，尤其是一种高力学性能增强聚丙烯，由以下重量份的原料制成：聚丙烯95~100份、改性苎麻落麻纤维24~28份、水杨酸8~9份；在聚丙烯中加入改性苎麻落麻纤维和水杨酸进行改性处理，有效促进苎麻落麻纤维与聚丙烯的界面偶合,可增强其界面粘合性，反应后纤维表面的羟基减少，从而使纤维的吸水性减小,有利于纤维与聚丙烯键合的稳定，使得纤维和聚丙烯之间形成交联网络，有效提高其模量、强度和冲击强度；对苎麻落麻纤维进行改性处理，有效减少纤维与聚丙烯聚合时的溶胀，使得聚丙烯与纤维粘结牢固,改善纤维与聚丙烯的浸润性，且形成坚固密实的界面结合层,从而提高聚丙烯的力学性能和耐水性。

Description

一种高力学性能增强聚丙烯
技术领域
本发明属于聚丙烯技术领域，尤其是一种高力学性能增强聚丙烯。
背景技术
聚丙烯用于汽车工业具有较强的竞争力，但因其模量和强度较低，冲击强度较差，因此不能直接用作汽车配件，轿车中使用的均为改性聚丙烯产品，其耐热性可由80℃提高到145℃~150℃，并能承受高温750~1000h后不老化，不龟裂，但是其力学性能没能得到理想的提高增强；因此，发明一种高力学性能增强聚丙烯能够有效提高其使用性能，提高聚丙烯在汽车行业的利用率。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种高力学性能增强聚丙烯。
本发明通过以下技术方案实现：
一种高力学性能增强聚丙烯，由以下重量份的原料制成：聚丙烯95~100份、改性苎麻落麻纤维24~28份、水杨酸8~9份；
所述的改性苎麻落麻纤维的改性方法，具体包括以下步骤：
（1）将苎麻落麻纤维粉碎至60~80目，置入真空冷冻干燥箱冷冻干燥处理72~80min，得干燥苎麻落麻纤维；
（2）向干燥苎麻落麻纤维中加入重量为其重量0.24~0.28倍量的麦芽糖醇溶液用转速为180~200r/min的搅拌器搅拌18~22min，加入重量为干燥苎麻落麻纤维重量0.32~0.34倍量的硝酸溶液用转速为80~100r/min的搅拌器搅拌14~18min，真空处理24~28min，得预处理苎麻落麻纤维；
（3）向预处理苎麻落麻纤维中加入重量为其重量0.013~0.015倍量的羊毛脂和重量为其重量0.021~0.023倍量的魔芋胶用转速为310~330r/min的搅拌器搅拌34~38min，微波干燥至含水率为2%~4%，得改性苎麻落麻纤维。
作为发明进一步的方案：步骤（1）所述的冷冻干燥，先在温度为-5~-3℃的条件下恒温冷冻干燥22~26min，然后调整温度为-19~-17℃继续恒温冷冻干燥50~54min。
作为发明进一步的方案：步骤（2）所述的麦芽糖醇溶液的质量分数为10%~12%。
作为发明进一步的方案：步骤（2）所述的硝酸溶液的质量分数为19%~21%。
作为发明进一步的方案：步骤（2）所述的真空处理，先在温度为71~75℃、真空度为570~590Pa的条件下真空处理15~17min，然后在温度为89~93℃、真空度为310~330Pa的条件下真空处理9~11min。
作为发明进一步的方案：步骤（3）所述的微波干燥，温度为64~68℃、频率为560~580MHz。
本发明的有益效果：本发明提供的一种高力学性能增强聚丙烯，在聚丙烯中加入改性苎麻落麻纤维和水杨酸进行改性处理，有效促进苎麻落麻纤维与聚丙烯的界面偶合,可增强其界面粘合性，反应后纤维表面的羟基减少，从而使纤维的吸水性减小, 有利于纤维与聚丙烯键合的稳定，使得纤维和聚丙烯之间形成交联网络，有效提高其模量、强度和冲击强度；对苎麻落麻纤维进行改性处理，使苎麻落麻纤维溶胀, 有效减少纤维与聚丙烯聚合时的溶胀，使得聚丙烯与纤维粘结牢固, 改善纤维与聚丙烯的浸润性，且形成坚固密实的界面结合层,从而提高聚丙烯的力学性能和耐水性。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
本发明实施例中，一种高力学性能增强聚丙烯，由以下重量份的原料制成：聚丙烯95~100份、改性苎麻落麻纤维24~28份、水杨酸8~9份；
所述的改性苎麻落麻纤维的改性方法，具体包括以下步骤：
（1）将苎麻落麻纤维粉碎至60~80目，置入真空冷冻干燥箱冷冻干燥处理72~80min，得干燥苎麻落麻纤维；
（2）向干燥苎麻落麻纤维中加入重量为其重量0.24~0.28倍量的麦芽糖醇溶液用转速为180~200r/min的搅拌器搅拌18~22min，加入重量为干燥苎麻落麻纤维重量0.32~0.34倍量的硝酸溶液用转速为80~100r/min的搅拌器搅拌14~18min，真空处理24~28min，得预处理苎麻落麻纤维；
（3）向预处理苎麻落麻纤维中加入重量为其重量0.013~0.015倍量的羊毛脂和重量为其重量0.021~0.023倍量的魔芋胶用转速为310~330r/min的搅拌器搅拌34~38min，微波干燥至含水率为2%~4%，得改性苎麻落麻纤维。
作为发明进一步的方案：步骤（1）所述的冷冻干燥，先在温度为-5~-3℃的条件下恒温冷冻干燥22~26min，然后调整温度为-19~-17℃继续恒温冷冻干燥50~54min。
作为发明进一步的方案：步骤（2）所述的麦芽糖醇溶液的质量分数为10%~12%。
作为发明进一步的方案：步骤（2）所述的硝酸溶液的质量分数为19%~21%。
作为发明进一步的方案：步骤（2）所述的真空处理，先在温度为71~75℃、真空度为570~590Pa的条件下真空处理15~17min，然后在温度为89~93℃、真空度为310~330Pa的条件下真空处理9~11min。
作为发明进一步的方案：步骤（3）所述的微波干燥，温度为64~68℃、频率为560~580MHz。
实施例2
本发明实施例中，一种高力学性能增强聚丙烯，由以下重量份的原料制成：聚丙烯95~100份、改性苎麻落麻纤维24~28份、水杨酸8~9份；
所述的改性苎麻落麻纤维的改性方法，具体包括以下步骤：
（1）将苎麻落麻纤维粉碎至60~80目，置入真空冷冻干燥箱冷冻干燥处理72~80min，得干燥苎麻落麻纤维；
（2）向干燥苎麻落麻纤维中加入重量为其重量0.24~0.28倍量的麦芽糖醇溶液用转速为180~200r/min的搅拌器搅拌18~22min，加入重量为干燥苎麻落麻纤维重量0.32~0.34倍量的硝酸溶液用转速为80~100r/min的搅拌器搅拌14~18min，真空处理24~28min，得预处理苎麻落麻纤维；
（3）向预处理苎麻落麻纤维中加入重量为其重量0.013~0.015倍量的羊毛脂和重量为其重量0.021~0.023倍量的魔芋胶用转速为310~330r/min的搅拌器搅拌34~38min，微波干燥至含水率为2%~4%，得改性苎麻落麻纤维。
作为发明进一步的方案：步骤（1）所述的冷冻干燥，先在温度为-5~-3℃的条件下恒温冷冻干燥22~26min，然后调整温度为-19~-17℃继续恒温冷冻干燥50~54min。
作为发明进一步的方案：步骤（2）所述的麦芽糖醇溶液的质量分数为10%~12%。
作为发明进一步的方案：步骤（2）所述的硝酸溶液的质量分数为19%~21%。
作为发明进一步的方案：步骤（2）所述的真空处理，先在温度为71~75℃、真空度为570~590Pa的条件下真空处理15~17min，然后在温度为89~93℃、真空度为310~330Pa的条件下真空处理9~11min。
作为发明进一步的方案：步骤（3）所述的微波干燥，温度为64~68℃、频率为560~580MHz。
实施例3
本发明实施例中，一种高力学性能增强聚丙烯，由以下重量份的原料制成：聚丙烯95~100份、改性苎麻落麻纤维24~28份、水杨酸8~9份；
所述的改性苎麻落麻纤维的改性方法，具体包括以下步骤：
（1）将苎麻落麻纤维粉碎至60~80目，置入真空冷冻干燥箱冷冻干燥处理72~80min，得干燥苎麻落麻纤维；
（2）向干燥苎麻落麻纤维中加入重量为其重量0.24~0.28倍量的麦芽糖醇溶液用转速为180~200r/min的搅拌器搅拌18~22min，加入重量为干燥苎麻落麻纤维重量0.32~0.34倍量的硝酸溶液用转速为80~100r/min的搅拌器搅拌14~18min，真空处理24~28min，得预处理苎麻落麻纤维；
（3）向预处理苎麻落麻纤维中加入重量为其重量0.013~0.015倍量的羊毛脂和重量为其重量0.021~0.023倍量的魔芋胶用转速为310~330r/min的搅拌器搅拌34~38min，微波干燥至含水率为2%~4%，得改性苎麻落麻纤维。
作为发明进一步的方案：步骤（1）所述的冷冻干燥，先在温度为-5~-3℃的条件下恒温冷冻干燥22~26min，然后调整温度为-19~-17℃继续恒温冷冻干燥50~54min。
作为发明进一步的方案：步骤（2）所述的麦芽糖醇溶液的质量分数为10%~12%。
作为发明进一步的方案：步骤（2）所述的硝酸溶液的质量分数为19%~21%。
作为发明进一步的方案：步骤（2）所述的真空处理，先在温度为71~75℃、真空度为570~590Pa的条件下真空处理15~17min，然后在温度为89~93℃、真空度为310~330Pa的条件下真空处理9~11min。
作为发明进一步的方案：步骤（3）所述的微波干燥，温度为64~68℃、频率为560~580MHz。
对比例1
一种高力学性能增强聚丙烯，由以下重量份的原料制成：聚丙烯95~100份、水杨酸8~9份。
对比例2
一种高力学性能增强聚丙烯，由以下重量份的原料制成：聚丙烯95~100份、苎麻落麻纤维24~28份、水杨酸8~9份。
对比例3
一种高力学性能增强聚丙烯，由以下重量份的原料制成：聚丙烯95~100份、苎麻落麻纤维24~28份。
对实施例和对比例的高性能增强聚丙烯分别进行力学性能检测（实施例和对比例的高性能增强聚丙烯除原料组分不同外，其他加工工艺均相同），检测其拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度，结果如表1：
表1 实施例和对比例的性能对比结果
实施例1 对比例1 对比例2 对比例3 聚丙烯
拉伸强度(MPa) 78.86 28.87 28.34 67.87 26.56
拉伸模量(GPa) 5.232 1.521 1.976 4.656 1.258
弯曲强度(MPa) 112.54 49.88 50.21 99.89 46.89
弯曲模量(GPa) 3.545 1.655 1.787 3.198 1.254
冲击强度（kJ/m2） 98.67 56.14 57.21 82.65 55.73
从表1可以看出，本发明的高力学性能增强聚丙烯的力学性能得到极大的提升，有效提高其使用性能。

Claims (6)

1.一种高力学性能增强聚丙烯，其特征在于，由以下重量份的原料制成：聚丙烯95~100份、改性苎麻落麻纤维24~28份、水杨酸8~9份；
所述的改性苎麻落麻纤维的改性方法，具体包括以下步骤：
（1）将苎麻落麻纤维粉碎至60~80目，置入真空冷冻干燥箱冷冻干燥处理72~80min，得干燥苎麻落麻纤维；
（2）向干燥苎麻落麻纤维中加入重量为其重量0.24~0.28倍量的麦芽糖醇溶液用转速为180~200r/min的搅拌器搅拌18~22min，加入重量为干燥苎麻落麻纤维重量0.32~0.34倍量的硝酸溶液用转速为80~100r/min的搅拌器搅拌14~18min，真空处理24~28min，得预处理苎麻落麻纤维；
（3）向预处理苎麻落麻纤维中加入重量为其重量0.013~0.015倍量的羊毛脂和重量为其重量0.021~0.023倍量的魔芋胶用转速为310~330r/min的搅拌器搅拌34~38min，微波干燥至含水率为2%~4%，得改性苎麻落麻纤维。
2.根据权利要求1所述的高力学性能增强聚丙烯，其特征在于，步骤（1）所述的冷冻干燥，先在温度为-5~-3℃的条件下恒温冷冻干燥22~26min，然后调整温度为-19~-17℃继续恒温冷冻干燥50~54min。
3.根据权利要求1所述的高力学性能增强聚丙烯，其特征在于，步骤（2）所述的麦芽糖醇溶液的质量分数为10%~12%。
4.根据权利要求1所述的高力学性能增强聚丙烯，其特征在于，步骤（2）所述的硝酸溶液的质量分数为19%~21%。
5.根据权利要求1所述的高力学性能增强聚丙烯，其特征在于，步骤（2）所述的真空处理，先在温度为71~75℃、真空度为570~590Pa的条件下真空处理15~17min，然后在温度为89~93℃、真空度为310~330Pa的条件下真空处理9~11min。
6.根据权利要求1所述的高力学性能增强聚丙烯，其特征在于，步骤（3）所述的微波干燥，温度为64~68℃、频率为560~580MHz。
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