CN115160741B - 一种高导电高强度pet复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种高导电高强度PET复合材料及其制备方法。本发明的高导电高强度PET复合材料，包括60～90份PET和10～40份碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒。碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒的制备方法为将聚苯胺改性的碳酸钙晶须和聚苯胺改性的螺旋碳纤维加入到乙二醇中搅拌均匀，加入对苯二甲酸和催化剂混合均匀，抽真空高温反应后将料排出切粒，得到碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒。通过原位生长在碳酸钙晶须以及螺旋碳纤维表面生长棒状聚苯胺，可以促进碳酸钙晶须和螺旋碳纤维在PET基体中分散，增强其界面结合力，与PET混合后得到高导电性能和高力学强度的PET复合材料。

Description

一种高导电高强度PET复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种高导电高强度PET复合材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有较好的光学性能、耐候性、耐化学性能以及较高的成膜性，能够广泛地应用于包装材料，如饮料包装瓶、食品包装膜等。但是相比聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，结晶速度慢、加工周期长、成型收缩率大，结晶后脆性大、耐热性低等缺点，极大地限制了PET在工程塑料领域的应用。
目前，对于PET的增强主要还是通过添加玻璃纤维进行改性，但是玻纤与PET基体难以较好地结合，会造成浮纤现象，玻纤外露不但会影响材料的性能，还会影响使用者的健康。因此，欧洲已经对玻纤增强制品的进口有所限制。寻找PET材料增强型玻纤的替代品或替代方案对PET进行增强增韧改性，对PET复合材料应用领域的扩展有着重要的影响。
中国专利申请文件(公开号：CN103694654A)公开了一种快结晶、高韧性玻纤增强PET复合材料以及制备方法，通过结晶改性母粒和反应性抗冲击改性剂对玻纤增强的PET复合材料的结晶性能和韧性进行优化，使用的结晶改性母粒基体为PBT，虽然PET和PBT化学结构相似，但是也无法达到完全混溶的状态，限制了其结晶促进剂的效果，而且使用纳米级颗粒作为结晶成核剂，通过熔融共混的方式将其与PBT共混制备成母粒，很难达到纳米粒子的均匀分散，进一步限制了其成核作用。
中国专利申请文件(公开号：CN110256825A)公开了一种玻纤增强阻燃PET复合材料，其制备原料按质量百分计包括以下组分：PET 40％～60％、玻璃纤维20％～40％、扩链剂2％～8％、复合成核剂3％～10％、复合阻燃剂3％～5％、增塑剂0.5％～3％、分散剂0.5％～2％和稳定剂1％～2％。使用熔融共混的方式将玻纤与PET进行混合，很难达到玻璃纤维均匀地分散，且未使用增韧剂，材料脆性会比较大。
中国专利申请文件(公开号：CN106810827A)公开了一种无浮纤的玻纤增强PET组合物及其制备方法，由30-60份PET、010份PBT、25-45份玻璃纤维、5-15份云母、0-5份增韧剂、5-10份成核剂和5-10份硅酮粉经混合、挤出造粒制备而成。通过使用硅酮粉和云母来作为玻纤的粘接点来改善玻纤与树脂的粘接状态，减少玻纤与树脂的分离。但是云母与硅酮粉和基体PET以及玻纤之间很难产生较强的相互作用，只是简单的物理接触，很难达到理想的增容作用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高导电高强度PET复合材料及其制备方法，获得具有良好导电性和力学强度的PET复合材料。
本发明技术方案中的高导电高强度PET复合材料，包括60～90份PET和10～40份碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒。
碳酸钙晶须具有优异的机械性能，和脆性玻璃纤维相比，在共混过程中更容易保持自身的形貌以及性能、结构不易被破坏，还能使基体材料的耐磨性增强。螺旋碳纤维具有独特的螺旋结构，使其自身具有超强的弹性，将其与高分子基体结合以后可以使材料韧性得到显著提高，特殊的螺旋结构能够使纤维与基体材料之间存在特殊的锁合效应，使材料在受力时不易发生界面脱粘。采用碳酸钙晶须为增强相，螺旋碳纤维为增韧相，两者复配以后能够同时提升PET材料的强度和韧性。
进一步地，碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒中碳酸钙晶须、螺旋碳纤维、PET的质量百分比分别为2.0～12.0％、2.0～12.0％、76.0～96.0％。
进一步地，碳酸钙晶须为聚苯胺改性的碳酸钙晶须。
进一步地，碳酸钙晶须长度为20～80μm，直径为0.5～2μm，优选为长度20～30μm，直径0.5～1.2μm。
上述聚苯胺改性的碳酸钙晶须的制备方法为将D-樟脑磺酸和苯胺混合均匀后加入碳酸钙晶须进行水浴搅拌，加入过硫酸铵溶液，冰浴反应后过滤清洗沉淀，烘干后得到聚苯胺改性的碳酸钙晶须。
进一步地，D-樟脑磺酸、碳酸钙晶须和过硫酸铵溶液的添加量分别为80～90份、5～10份、15～20份。
进一步地，螺旋碳纤维为聚苯胺改性的螺旋碳纤维。
进一步地，螺旋碳纤维为CVD法制备的螺旋纤维经过碳化后所制备而成，直径为10～100nm，长度为10～50μm，优选为直径10～30nm，长度30～45μm。
上述聚苯胺改性的螺旋碳纤维的制备方法为D-樟脑磺酸和苯胺混合均匀后加入螺旋碳纤维，水浴反应，加入过硫酸铵溶液，冰浴反应后过滤清洗沉淀，烘干后得到聚苯胺改性的螺旋碳纤维。
进一步地，D-樟脑磺酸、螺旋碳纤维和过硫酸铵溶液的添加量分别为80～90份、5～10份、15～20份。
进一步地，D-樟脑磺酸和苯胺的摩尔比为1:0.1～5，优选为1:0.5～2。
进一步地，过硫酸铵溶液的浓度为0.1～0.3mol/L。
进一步地，水浴反应温度为60～80℃，时间为1～3h，冰浴温度为0～5℃，时间为8～10h。
上述碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒的制备方法为将聚苯胺改性的碳酸钙晶须和聚苯胺改性的螺旋碳纤维加入到乙二醇中搅拌均匀，加入对苯二甲酸和催化剂混合均匀，抽真空高温反应后将料排出切粒，得到碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒。
通过原位生长的方式在碳酸钙晶须以及螺旋碳纤维表面生长棒状聚苯胺，棒状聚苯胺的存在可以促进碳酸钙晶须和螺旋碳纤维在PET基体中分散，增大碳酸钙晶须和螺旋碳纤维与PET之间的界面接触面积，而且聚苯胺的氨基在高温下可以和聚酯的羧基发生反应，增强两者之间的界面结合。同时在原位聚合过程中，对苯二甲酸(PET的单体)中的质子对聚苯胺进行掺杂，使聚苯胺电导率更高，所得碳酸钙晶须与螺旋碳纤维导电性能大大提升，与PET结合以后，可以显著提高复合材料的导电性能。
进一步地，乙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为1:1～5，优选为1:1.2～1.6。
进一步地，催化剂为醋酸锌、醋酸钴、醋酸锰、醋酸锑、三氧化二锑中的一种或多种，用量为对苯二甲酸质量的1.0～3.0％。
进一步地，高温反应的温度为220～270℃，时间为3～4h。
上述高导电高强度PET复合材料还包括占PET质量0.1～1.0％的抗氧剂和占PET质量0.1～1.0％的扩链剂。
进一步地，扩链剂为1,4-丁二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷、N,N-二羟基(二异丙基)苯胺、氢醌-二(β-羟乙基)醚中的一种或多种。
进一步地，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂225中的一种或多种。
本发明还提供上述高导电高强度PET复合材料的制备方法，具体为将碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒、PET、抗氧剂、扩链剂混合后加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到高导电高强度PET复合材料。
进一步地，双螺杆挤出机9个温区的温度分别为：220～225℃/230～235℃/235～240℃/235～240℃/240～245℃/240～245℃/240～245℃/240～245℃/250～255℃，螺杆转速为200～350rpm。
相比现有技术，本发明的技术方案具有如下有益效果：
(1)采用碳酸钙晶须为增强相，螺旋碳纤维为增韧相，通过原位生长在碳酸钙晶须以及螺旋碳纤维表面生长棒状聚苯胺，可以促进碳酸钙晶须和螺旋碳纤维在PET基体中分散，增强其界面结合力，与PET混合后得到高导电性能和高力学强度的PET复合材料；
(2)碳酸钙晶须具有优异的机械性能，共混过程中容易保持自身的形貌结构和性能不被破坏，还可以使基体材料的耐磨性增强，可以有效提高复合材料的力学强度；
(3)螺旋碳纤维具有独特的螺旋结构，使其自身具有超强的弹性，与高分子基体结合以后可以使材料韧性得到显著提高，特殊的螺旋结构能够使纤维与基体材料之间存在锁合效应，使材料在受力时不易发生界面脱粘；
(4)通过原位聚合得到碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒，与PET材料进行熔融共混改性，PET单体(对苯二甲酸)中的质子可以实现对聚苯胺的掺杂，提高其电导率，使最终所得PET复合材料导电性能大大提升。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步描述说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于帮助理解本发明，不用于本发明的具体限制。如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
以下实施例及对比例所用PET为再生PET破碎片(包括水口破碎或板材破碎等)，碳酸钙晶须长度为25μm，直径为1.0μm，螺旋碳纤维直径为20nm，长度为35μm，扩链剂为N,N-二羟基(二异丙基)苯胺，抗氧剂为抗氧剂1010。
实施例1
本实施例碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒及高导电高强度PET复合材料的制备方法如下：
(1)在85份0.1mol/L氯化铜水溶液中加入10份氧化镁搅拌60min，滴加85份0.1mol/L酒石酸钾钠水溶液反应，蓝色的酒石酸铜沉淀缓慢生成并从溶液中析出，过滤后用去离子水和乙醇洗涤3次，100℃干燥处理24h，随后在CVD管式炉中氩气气氛(气体流量为50mL/min)中升温至270℃进行30min高温气相反应，随后关小气体至5mL/min，随炉冷却；
(2)将以上高温气相反应得到的沉淀物在乙炔气氛中270℃反应50min，关闭乙炔气体通氩气终止反应，升高温度至800℃保温1h，随炉冷却得到螺旋碳纤维；
(3)取90份D-樟脑磺酸和30份苯胺混合均匀后，加入5份螺旋碳纤维，水浴反应2h，加入20份0.1mol/L过硫酸铵溶液，2℃冰浴反应8h后过滤，用去离子水和乙醇清洗沉淀，100℃烘干后得到聚苯胺改性的螺旋碳纤维；
(4)取80份D-樟脑磺酸和20份苯胺混合均匀后加入10份碳酸钙晶须进行水浴搅拌2h，加入15份过硫酸铵溶液，2℃冰浴反应8h后过滤，用去离子水和乙醇清洗沉淀，100℃烘干后得到聚苯胺改性的碳酸钙晶须；
(5)将20份聚苯胺改性的碳酸钙晶须和10份聚苯胺改性的螺旋碳纤维加入到45份乙二醇中搅拌均匀，加入135份对苯二甲酸和1.875份催化剂混合均匀，抽真空至0.1MPa，255℃反应1h后将，釜内温度降低至常温，持续抽真空将反应所得的水分排出，继续反应2h后，将料排出切粒，得到碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒；
(6)将30份碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒、70份PET、0.3份抗氧剂、0.1份扩链剂在高速混料中共混10min，加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到高导电高强度PET复合材料。
实施例2
本实施例碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒及高导电高强度PET复合材料的制备方法如下：
(1)在85份0.1mol/L氯化铜水溶液中加入10份氧化镁搅拌60min，滴加85份0.1mol/L酒石酸钾钠水溶液反应，蓝色的酒石酸铜沉淀缓慢生成并从溶液中析出，过滤后用去离子水和乙醇洗涤3次，100℃干燥处理24h，随后在CVD管式炉中氩气气氛(气体流量为50mL/min)中升温至275℃进行30min高温气相反应，随后关小气体至5mL/min，随炉冷却；
(2)将以上高温气相反应得到的沉淀物在乙炔气氛中275℃反应50min，关闭乙炔气体通氩气终止反应，升高温度至800℃保温1.5h，随炉冷却得到螺旋碳纤维；
(3)取90份D-樟脑磺酸和30份苯胺混合均匀后，加入5份螺旋碳纤维，水浴反应2h，加入20份0.1mol/L过硫酸铵溶液，3℃冰浴反应8h后过滤，用去离子水和乙醇清洗沉淀，100℃烘干后得到聚苯胺改性的螺旋碳纤维；
(4)取80份D-樟脑磺酸和20份苯胺混合均匀后加入10份碳酸钙晶须进行水浴搅拌2h，加入15份过硫酸铵溶液，3℃冰浴反应8h后过滤，用去离子水和乙醇清洗沉淀，100℃烘干后得到聚苯胺改性的碳酸钙晶须；
(5)将15份聚苯胺改性的碳酸钙晶须和15份聚苯胺改性的螺旋碳纤维加入到45份乙二醇中搅拌均匀，加入135份对苯二甲酸和1.875份催化剂混合均匀，抽真空至0.1MPa，260℃反应1h后将，釜内温度降低至常温，持续抽真空将反应所得的水分排出，继续反应2h后，将料排出切粒，得到碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒；
(6)将30份碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒、70份PET、0.3份抗氧剂、0.1份扩链剂在高速混料中共混10min，加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到高导电高强度PET复合材料。
实施例3
本实施例碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒及高导电高强度PET复合材料的制备方法如下：
(1)在85份0.2mol/L氯化铜水溶液中加入15份氧化镁搅拌60min，滴加85份0.2mol/L酒石酸钾钠水溶液反应，蓝色的酒石酸铜沉淀缓慢生成并从溶液中析出，过滤后用去离子水和乙醇洗涤3次，100℃干燥处理24h，随后在CVD管式炉中氩气气氛(气体流量为50mL/min)中升温至270℃进行40min高温气相反应，随后关小气体至5mL/min，随炉冷却；
(2)将以上高温气相反应得到的沉淀物在乙炔气氛中270℃反应60min，关闭乙炔气体通氩气终止反应，升高温度至850℃保温1h，随炉冷却得到螺旋碳纤维；
(3)取90份D-樟脑磺酸和30份苯胺混合均匀后，加入5份螺旋碳纤维，水浴反应2h，加入20份0.2mol/L过硫酸铵溶液，2℃冰浴反应8h后过滤，用去离子水和乙醇清洗沉淀，100℃烘干后得到聚苯胺改性的螺旋碳纤维；
(4)取80份D-樟脑磺酸和20份苯胺混合均匀后加入10份碳酸钙晶须进行水浴搅拌2h，加入15份过硫酸铵溶液，2℃冰浴反应8h后过滤，用去离子水和乙醇清洗沉淀，100℃烘干后得到聚苯胺改性的碳酸钙晶须；
(5)将10份聚苯胺改性的碳酸钙晶须和20份聚苯胺改性的螺旋碳纤维加入到45份乙二醇中搅拌均匀，加入135份对苯二甲酸和1.875份催化剂混合均匀，抽真空至0.1MPa，255℃反应1h后将，釜内温度降低至常温，持续抽真空将反应所得的水分排出，继续反应2h后，将料排出切粒，得到碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒；
(6)将30份碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒、70份PET、0.3份抗氧剂、0.1份扩链剂在高速混料中共混10min，加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到高导电高强度PET复合材料。
实施例4
本实施例与实施例1的区别仅在于步骤(5)中聚苯胺改性的碳酸钙晶须和聚苯胺改性的螺旋碳纤维的用量分别为25份和5份。
实施例5
本实施例与实施例1的区别仅在于步骤(5)中聚苯胺改性的碳酸钙晶须和聚苯胺改性的螺旋碳纤维的用量分别为5份和25份。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于步骤(6)中碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒的用量为10份。
实施例7
本实施例与实施例1的区别仅在于步骤(6)中碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒的用量为40份。
实施例8
本实施例PET复合材料的制备方法如下：
(1)将20份碳酸钙晶须和10份螺旋碳纤维加入到45份乙二醇中搅拌均匀，加入135份对苯二甲酸和1.875份催化剂混合均匀，抽真空至0.1MPa，255℃反应1h后将，釜内温度降低至常温，持续抽真空将反应所得的水分排出，继续反应2h后，将料排出切粒，得到碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒；
(2)将30份碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒、70份PET、0.3份抗氧剂、0.1份扩链剂在高速混料中共混10min，加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到高导电高强度PET复合材料。
对比例1
本对比例PET复合材料的制备方法如下：
(1)取80份D-樟脑磺酸和20份苯胺混合均匀后加入10份碳酸钙晶须进行水浴搅拌2h，加入15份过硫酸铵溶液，2℃冰浴反应8h后过滤，用去离子水和乙醇清洗沉淀，100℃烘干后得到聚苯胺改性的碳酸钙晶须；
(2)将30份聚苯胺改性的碳酸钙晶须加入到45份乙二醇中搅拌均匀，加入135份对苯二甲酸和1.875份催化剂混合均匀，抽真空至0.1MPa，255℃反应1h后将，釜内温度降低至常温，持续抽真空将反应所得的水分排出，继续反应2h后，将料排出切粒，得到碳酸钙晶须母粒；
(3)将30份碳酸钙晶须母粒、70份PET、0.3份抗氧剂、0.1份扩链剂在高速混料中共混10min，加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到PET复合材料。
对比例2
本对比例PET复合材料的制备方法如下：
(1)在85份0.1mol/L氯化铜水溶液中加入10份氧化镁搅拌60min，滴加85份0.1mol/L酒石酸钾钠水溶液反应，蓝色的酒石酸铜沉淀缓慢生成并从溶液中析出，过滤后用去离子水和乙醇洗涤3次，100℃干燥处理24h，随后在CVD管式炉中氩气气氛(气体流量为50mL/min)中升温至270℃进行30min高温气相反应，随后关小气体至5mL/min，随炉冷却；
(2)将以上高温气相反应得到的沉淀物在乙炔气氛中270℃反应50min，关闭乙炔气体通氩气终止反应，升高温度至800℃保温1h，随炉冷却得到螺旋碳纤维；
(3)取90份D-樟脑磺酸和30份苯胺混合均匀后，加入5份螺旋碳纤维，水浴反应2h，加入20份0.1mol/L过硫酸铵溶液，2℃冰浴反应8h后过滤，用去离子水和乙醇清洗沉淀，100℃烘干后得到聚苯胺改性的螺旋碳纤维；
(4)将30份聚苯胺改性的螺旋碳纤维加入到45份乙二醇中搅拌均匀，加入135份对苯二甲酸和1.875份催化剂混合均匀，抽真空至0.1MPa，255℃反应1h后将，釜内温度降低至常温，持续抽真空将反应所得的水分排出，继续反应2h后，将料排出切粒，得到螺旋碳纤维母粒；
(5)将30份螺旋碳纤维母粒、70份PET、0.3份抗氧剂、0.1份扩链剂在高速混料中共混10min，加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到高导电高强度PET复合材料。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于步骤(6)中碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒的用量为5份。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于步骤(6)中碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒的用量为50份。
对比例5
本对比例PET复合材料的制备方法如下：
(1)在85份0.1mol/L氯化铜水溶液中加入10份氧化镁搅拌60min，滴加85份0.1mol/L酒石酸钾钠水溶液反应，蓝色的酒石酸铜沉淀缓慢生成并从溶液中析出，过滤后用去离子水和乙醇洗涤3次，100℃干燥处理24h，随后在CVD管式炉中氩气气氛(气体流量为50mL/min)中升温至270℃进行30min高温气相反应，随后关小气体至5mL/min，随炉冷却；
(2)将以上高温气相反应得到的沉淀物在乙炔气氛中270℃反应50min，关闭乙炔气体通氩气终止反应，升高温度至800℃保温1h，随炉冷却得到螺旋碳纤维；
(3)取90份D-樟脑磺酸和30份苯胺混合均匀后，加入5份螺旋碳纤维，水浴反应2h，加入20份0.1mol/L过硫酸铵溶液，2℃冰浴反应8h后过滤，用去离子水和乙醇清洗沉淀，100℃烘干后得到聚苯胺改性的螺旋碳纤维；
(4)取80份D-樟脑磺酸和20份苯胺混合均匀后加入10份碳酸钙晶须进行水浴搅拌2h，加入15份过硫酸铵溶液，2℃冰浴反应8h后过滤，用去离子水和乙醇清洗沉淀，100℃烘干后得到聚苯胺改性的碳酸钙晶须；
(5)将20份聚苯胺改性的碳酸钙晶须、10份聚苯胺改性的螺旋碳纤维、70份PET、0.3份抗氧剂、0.1份扩链剂在高速混料中共混10min，加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到高导电高强度PET复合材料。
以上实施例及对比例所得PET复合材料，拉伸强度按照ASTM D638进行测试，弯曲强度的测试标准为ASTM D790，缺口冲击强度的测试标准为ASTM D256，导热系数的测试标准为ASTM E1461，测试结果如下表所示。
表1实施例及对比例所得PET复合材料性能数据表
实施例1-5所得PET复合材料具有优异的力学性能和导电性能，实施例6中碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒含量较少，所得PET复合材料力学强度较低，表面电阻率较大，导电性能较差，实施例7中碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒含量较多，所得PET复合材料力学强度有所增高，表面电阻率减小，导电性能提升，实施例8采用不改性的螺旋碳纤维和碳酸钙晶须，所得PET复合材料表面电阻率皆较大，导电性能较差，对比例1不添加螺旋碳纤维，对比例2不添加碳酸钙晶须，对比例3采用过少的碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒，复合材料的力学性能和导电性能提升不明显，对比例4采用过多的碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒，复合材料整体变脆，各类性能下降，对比例5直接将聚苯胺改性的碳酸钙晶须、聚苯胺改性的螺旋碳纤维和PET混合制备成PET复合材料,其分散性要比碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒分散效果更差，因此复合材料性能也会略低。表明本申请中采用碳酸钙晶须为增强相，螺旋碳纤维为增韧相，通过原位生长在碳酸钙晶须以及螺旋碳纤维表面生长棒状聚苯胺，可以促进碳酸钙晶须和螺旋碳纤维在PET基体中分散，增强其界面结合力，得到高导电性能和高力学强度的PET复合材料。
最后应说明的是，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明，而并非对本发明的实施方式的限定。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具有实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，这里无需也无法对所有的实施方式予以全例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种高导电高强度PET复合材料，其特征在于，包括60~90份PET和10~40份碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒；
碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒中碳酸钙晶须、螺旋碳纤维、PET的质量百分比分别为2.0~12.0%、2.0~12.0%、76.0~96.0%；
碳酸钙晶须为聚苯胺改性的碳酸钙晶须，制备方法为将 D-樟脑磺酸和苯胺混合均匀后加入碳酸钙晶须进行水浴搅拌，加入过硫酸铵溶液，冰浴反应后过滤清洗沉淀，烘干；
螺旋碳纤维为聚苯胺改性的螺旋碳纤维，制备方法为 D-樟脑磺酸和苯胺混合均匀后加入螺旋碳纤维，水浴反应，加入过硫酸铵溶液，冰浴反应后过滤清洗沉淀，烘干；
碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒的制备方法为将聚苯胺改性的碳酸钙晶须和聚苯胺改性的螺旋碳纤维加入到乙二醇中搅拌均匀，加入对苯二甲酸和催化剂混合均匀，抽真空高温反应后将料排出切粒。
2.根据权利要求1所述的高导电高强度PET复合材料，其特征在于，碳酸钙晶须长度为20~80μm，直径为0.5~2μm。
3.根据权利要求1所述的高导电高强度PET复合材料，其特征在于，螺旋碳纤维为CVD法制备的螺旋纤维经过碳化后所制备而成，直径为10~100nm，长度为10~50μm。
4.根据权利要求1所述的高导电高强度PET复合材料，其特征在于，高温反应的温度为220~270℃，时间为3~4h。
5.根据权利要求1所述的高导电高强度PET复合材料，其特征在于，还包括占PET质量0.1~1.0%的抗氧剂和占PET质量0.1~1.0%的扩链剂。
6.一种如权利要求5所述的高导电高强度PET复合材料的制备方法，其特征在于，将碳酸钙晶须/螺旋碳纤维/PET母粒、PET、抗氧剂、扩链剂混合后加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到高导电高强度PET复合材料。
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