CN116426120A - 一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116426120A CN116426120A CN202310299178.XA CN202310299178A CN116426120A CN 116426120 A CN116426120 A CN 116426120A CN 202310299178 A CN202310299178 A CN 202310299178A CN 116426120 A CN116426120 A CN 116426120A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- basalt fiber
- nylon
- composite material
- silicon dioxide
- mixing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 title claims abstract description 71
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 title claims abstract description 57
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 75
- 238000005576 amination reaction Methods 0.000 claims abstract description 40
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 34
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 34
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 29
- FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;styrene Chemical class C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1 FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 38
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 10
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical group CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 4
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 5
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010406 interfacial reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010094 polymer processing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- -1 amino silica Chemical compound 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 1
- 238000009990 desizing Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012745 toughening agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2377/06—Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2451/00—Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/36—Silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/10—Silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
- C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
本发明属于聚合物加工技术领域，并公开了一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料及其制备方法，包括尼龙66、马来酸酐接枝氢化苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯弹性体、氨基化玄武岩纤维、氨基化二氧化硅；通过玄武岩纤维和二氧化硅表面的氨基与尼龙66分子链上的氨基形成氢键作用来提高界面结合力；此外，通过氢化苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯弹性体的马来酸酐与二氧化硅表面氨基及尼龙66分子链端氨基反应来提相容性。玄武岩纤维与二氧化硅依靠氢键强化的界面作用来增强尼龙66；氢化苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯弹性体依靠界面反应增容来提高尼龙66韧性，同时，二氧化硅对弹性体起补强作用，使其在增韧尼龙66时仍能保持高强度。
Description
技术领域
本发明属于聚合物加工技术领域，具体涉及一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料及其制备方法。
背景技术
玄武岩纤维由火山玄武岩高温熔融纺丝制成，是一种绿色材料，具有良好的耐化学侵蚀性、低吸水率、优异的隔音与隔热性能，且其力学性能优于玻璃纤维。采用玄武岩纤维来增强尼龙66可望制得机械性能更优的复合材料。然而，玄武岩纤维表面呈惰性，与尼龙66界面结合较弱，增强效果有限。故需对玄武岩纤维表面进行改性以增强其与尼龙66的界面作用。
目前，在玄武岩纤维生产过程中主要采用环氧类上浆剂对其表面进行包覆以提高表面活性。但是，在实际应用中发现环氧类上浆剂包覆的玄武岩纤维与大部分热塑性聚合物相互作用依然很弱。为此，国内外相关学者和工程技术人员提出了先将市售玄武岩纤维去浆处理再进行表面硅烷包覆的改性方法，从而大幅提高了玄武岩纤维与热塑性聚合物的界面亲和力。
为提高界面结合力，Yu Siwon等采用等离子聚合技术在玄武岩纤维表面接枝了氨丙基三乙氧基硅烷后，再与尼龙66熔融混炼制备复合材料(Composites Science andTechnology 2019,182:107756)。经测试研究表明，玄武岩纤维与尼龙66基体间的剥离强度大幅提高，复合材料的拉伸强度也得到大幅度的提高。然而，复合材料的韧性明显降低了，这对本来韧性就偏低的尼龙66的应用拓展不利。随后，Yu Siwon等在对硅烷改性玄武岩纤维与尼龙66熔融混炼时加入9wt％的氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体进行增韧(Composites Part B2019,173:106922)。但是，测试结果表明，增韧效果较弱，同时还导致拉伸强度的明显降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料及其制备方法。本发明以氨基硅烷作为玄武岩纤维表面改性剂来提高其与尼龙66的界面结合力。同时，采用马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体为增韧剂、氨基化二氧化硅为补强剂，使复合材料在引入弹性体增韧时仍保持较高拉伸强度。该复合材料兼具良好的强度和韧性，且制备工艺简单、成本低。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料，包括尼龙66、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体、氨基化玄武岩纤维、氨基化二氧化硅。
进一步的方案为：所述尼龙66的质量分数占比为100份，所述马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体的质量分数占比为5～30份，所述氨基化玄武岩纤维质量分数占比为5～35份，所述氨基化二氧化硅质量分数占比为0.5～5份；
一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)、玄武岩纤维表面改性：将经等离子处理的玄武岩纤维搅拌分散于乙醇/水混合液中，向其中缓慢加入氨基硅烷并继续搅拌6h，随后用去离子水洗净、干燥得到氨基化玄武岩纤维；2)、二氧化硅表面改性：将二氧化硅粉末搅拌分散于乙醇/水混合液中，向其中缓慢加入氨基硅烷并继续搅拌3h，随后用去离子水洗净、干燥得到氨基化二氧化硅；3)、二阶混炼挤出机挤出：将氨基化玄武岩纤维与尼龙66粉料经干混均匀后由挤出机I挤出混炼，氨基化二氧化硅与马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体由挤出机II挤出混炼，再经挤出机I混炼段侧方接口挤入挤出机I与氨基化玄武岩纤维和尼龙66一同混炼，最终经口模挤出、冷却、造粒等到复合材料粒料。
进一步的方案为：在步骤1)中，所述等离子处理时长为1～6h，所述乙醇/水混合液体积比为60/40，所述氨基硅烷为3-氨丙基三乙氧基硅烷，所述玄武岩纤维为未上浆短切纤维。
进一步的方案为：在步骤2)中，所述乙醇/水混合液体积比为60/40，所述氨基硅烷为3-氨丙基三乙氧基硅烷，所述二氧化硅为亲水二氧化硅。
进一步的方案为：在步骤3)中，所述熔融混炼的温度为270～290℃，螺杆转速为150～300转/min，更优选为220转/min；所述熔融混炼在双螺杆挤出机中进行，当然其它类型的挤出机均可实现相同效果。
本发明对所述干燥的条件没有特殊要求，保证干燥充分即可。
本发明的有益效果是：
本发明通过玄武岩纤维和二氧化硅表面的氨基与尼龙66分子链上的氨基形成氢键作用来提高界面结合力；此外，通过氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体的马来酸酐与二氧化硅表面氨基及尼龙66分子链端氨基反应来提相容性。玄武岩纤维与二氧化硅依靠氢键强化的界面作用来增强尼龙66；氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体依靠界面反应增容来提高尼龙66韧性，同时，二氧化硅对弹性体起补强作用，使其在增韧尼龙66时仍能保持高强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为二阶挤出混炼装备布局示意图；
图2为玄武岩纤维增强尼龙66复合材料脆断面扫描电镜显微照片。
具体实施方式
实施例1
采用如图1所示的二阶挤出装备进行复合材料的挤出混炼制备。称取如下配比的原料：尼龙66粉料100份、氨基化玄武岩纤维5份、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体5份、氨基化二氧化硅1份；将尼龙66粉料和氨基化玄武岩纤维、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体和氨基化二氧化硅分别干混均匀，并分别投入挤出机I和挤出机II进行熔融混炼，两股熔体再汇入挤出机I熔融段继续混炼得到复合材料。混炼温度为280℃、螺杆转速为220转/min。
将制备的复合材料颗粒注射成型为标准力学样条，经测试得其拉伸强度为116.3±4.9MPa，无缺口冲击强度为45.3±5.1KJ/m2。
实施例2
采用如图1所示的二阶挤出装备进行复合材料的挤出混炼制备。称取如下配比的原料：尼龙66粉料100份、氨基化玄武岩纤维10份、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体10份、氨基化二氧化硅1份；将尼龙66粉料和氨基化玄武岩纤维、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体和氨基化二氧化硅分别干混均匀，并分别投入挤出机I和挤出机II进行熔融混炼，两股熔体再汇入挤出机I熔融段继续混炼得到复合材料。混炼温度为280℃、螺杆转速为220转/min。
将制备的复合材料颗粒注射成型为标准力学样条，经测试得其拉伸强度为118.5±5.3MPa，无缺口冲击强度为46.5±4.7KJ/m2。
实施例3
采用如图1所示的二阶挤出装备进行复合材料的挤出混炼制备。称取如下配比的原料：尼龙66粉料100份、氨基化玄武岩纤维15份、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体15份、氨基化二氧化硅2份；将尼龙66粉料和氨基化玄武岩纤维、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体和氨基化二氧化硅分别干混均匀，并分别投入挤出机I和挤出机II进行熔融混炼，两股熔体再汇入挤出机I熔融段继续混炼得到复合材料。混炼温度为280℃、螺杆转速为220转/min。
将制备的复合材料颗粒注射成型为标准力学样条，经测试得其拉伸强度为122.3±6.1MPa，无缺口冲击强度为49.2±5.5KJ/m2。
实施例4
采用如图1所示的二阶挤出装备进行复合材料的挤出混炼制备。称取如下配比的原料：尼龙66粉料100份、氨基化玄武岩纤维20份、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体15份、氨基化二氧化硅2份；将尼龙66粉料和氨基化玄武岩纤维、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体和氨基化二氧化硅分别干混均匀，并分别投入挤出机I和挤出机II进行熔融混炼，两股熔体再汇入挤出机I熔融段继续混炼得到复合材料。混炼温度为280℃、螺杆转速为220转/min。
对比例1
与实施例4的区别仅在于未添加氨基化二氧化硅。
将实施例4和对比例1制备的复合材料颗粒分别注射成型为标准力学样条，经测试得实施例4中复合材料的拉伸强度为130.9±7.1MPa，无缺口冲击强度为53.2±6.3KJ/m2；对比例1复合材料的拉伸强度为86.3±4.0MPa，无缺口冲击强度为50.9±4.3KJ/m2。
实施例5
采用如图1所示的二阶挤出装备进行复合材料的挤出混炼制备。称取如下配比的原料：尼龙66粉料100份、氨基化玄武岩纤维25份、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体15份、氨基化二氧化硅3份；将尼龙66粉料和氨基化玄武岩纤维、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体和氨基化二氧化硅分别干混均匀，并分别投入挤出机I和挤出机II进行熔融混炼，两股熔体再汇入挤出机I熔融段继续混炼得到复合材料。混炼温度为280℃、螺杆转速为220转/min。
对比例2
与实施例5的区别仅在于混炼温度为270℃。
对比例3
与实施例5的区别仅在于混炼温度为290℃。
对比例4
与实施例5的区别仅在于螺杆转速为150转/min。
对比例5
与实施例5的区别仅在于螺杆转速为280转/min。
将实施例5和对比例2～5制备的复合材料颗粒分别注射成型为标准力学样条，经测试得：
实施例5中复合材料的拉伸强度为139.1±7.6MPa，无缺口冲击强度为65.7±5.3KJ/m2；
对比例2复合材料的拉伸强度为134.3±6.0MPa，无缺口冲击强度为59.9±4.8KJ/m2；
对比例3复合材料的拉伸强度为137.4±7.9MPa，无缺口冲击强度为62.5±5.5KJ/m2；
对比例4复合材料的拉伸强度为128.0±9.1MPa，无缺口冲击强度为56.6±6.9KJ/m2；
对比例4复合材料的拉伸强度为123.8±8.3MPa，无缺口冲击强度为53.3±7.0KJ/m2；
实施例6
采用如图1所示的二阶挤出装备进行复合材料的挤出混炼制备。称取如下配比的原料：尼龙66粉料100份、氨基化玄武岩纤维30份、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体15份、氨基化二氧化硅3份；将尼龙66粉料和氨基化玄武岩纤维、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体和氨基化二氧化硅分别干混均匀，并分别投入挤出机I和挤出机II进行熔融混炼，两股熔体再汇入挤出机I熔融段继续混炼得到复合材料。混炼温度为280℃、螺杆转速为220转/min。
将制备的复合材料颗粒注射成型为标准力学样条，经测试得其拉伸强度为136.0±6.0MPa，无缺口冲击强度为69.2±7.5KJ/m2。
实施例7
采用如图1所示的二阶挤出装备进行复合材料的挤出混炼制备。称取如下配比的原料：尼龙66粉料100份、氨基化玄武岩纤维30份、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体20份、氨基化二氧化硅5份；将尼龙66粉料和氨基化玄武岩纤维、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体和氨基化二氧化硅分别干混均匀，并分别投入挤出机I和挤出机II进行熔融混炼，两股熔体再汇入挤出机I熔融段继续混炼得到复合材料。混炼温度为280℃、螺杆转速为220转/min。
将制备的复合材料颗粒注射成型为标准力学样条，经测试得其拉伸强度为133.3±8.2MPa，无缺口冲击强度为63.2±5.7KJ/m2。
上述实施例中所用的原料均为商业化产品，实施例结果表明，在马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体、氨基化玄武岩纤维、氨基化二氧化硅的协同作用下，所得复合材料的拉伸强度可达86.3MPa～139.1MPa，无缺口冲击强度可达41.7KJ/m2～71.8KJ/m2。由以上实施例可知本发明的玄武岩纤维增强尼龙66复合材料制备方法可协同纤维增强、弹性体增韧和纳米粒子阻碍裂纹扩展等效应，因此复合材料有较高的拉伸强度和杨氏模量。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (6)
1.一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料，其特征在于：包括尼龙66、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体、氨基化玄武岩纤维、氨基化二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料，其特征在于：所述尼龙66的质量分数占比为100份，所述马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体的质量分数占比为5～30份，所述氨基化玄武岩纤维质量分数占比为5～35份，所述氨基化二氧化硅质量分数占比为0.5～5份。
3.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)、玄武岩纤维表面改性：将经等离子处理的玄武岩纤维搅拌分散于乙醇/水混合液中，向其中缓慢加入氨基硅烷并继续搅拌6h，随后用去离子水洗净、干燥得到氨基化玄武岩纤维；
2)、二氧化硅表面改性：将二氧化硅粉末搅拌分散于乙醇/水混合液中，向其中缓慢加入氨基硅烷并继续搅拌3h，随后用去离子水洗净、干燥得到氨基化二氧化硅；
3)、二阶混炼挤出机挤出：将氨基化玄武岩纤维与尼龙66粉料经干混均匀后由挤出机I挤出混炼，氨基化二氧化硅与马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体由挤出机II挤出混炼，再经挤出机I混炼段侧方接口挤入挤出机I与氨基化玄武岩纤维和尼龙66一同混炼，最终经口模挤出、冷却、造粒等到复合材料粒料。
4.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤1)中，所述等离子处理时长为1～6h，所述乙醇/水混合液体积比为60/40，所述氨基硅烷为3-氨丙基三乙氧基硅烷，所述玄武岩纤维为未上浆短切纤维。
5.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，所述乙醇/水混合液体积比为60/40，所述氨基硅烷为3-氨丙基三乙氧基硅烷，所述二氧化硅为亲水二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤3)中，所述熔融混炼的温度为270～290℃，螺杆转速为150～300转/min，所述熔融混炼在双螺杆挤出机中进行。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310299178.XA CN116426120A (zh) | 2023-03-24 | 2023-03-24 | 一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310299178.XA CN116426120A (zh) | 2023-03-24 | 2023-03-24 | 一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116426120A true CN116426120A (zh) | 2023-07-14 |
Family
ID=87088287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310299178.XA Pending CN116426120A (zh) | 2023-03-24 | 2023-03-24 | 一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116426120A (zh) |
-
2023
- 2023-03-24 CN CN202310299178.XA patent/CN116426120A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101775212B (zh) | 聚苯硫醚纳米晶须复合材料及其制备方法 | |
| CN105504803B (zh) | 一种高流动性纤维增强尼龙复合材料及其制备方法 | |
| CN110467804B (zh) | 一种生物基尼龙复合pla材料及其制备方法 | |
| CN112980158A (zh) | 一种竹基纤维增强全生物降解复合材料 | |
| CN107109054B (zh) | 具有改进的流动性的聚酰胺混合物 | |
| CN112940467A (zh) | 一种竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法 | |
| CN114044997A (zh) | 一种玻璃纤维增强热塑性管道用的聚乙烯复合材料 | |
| CN117050513A (zh) | 一种可吹塑专用超韧尼龙 | |
| CN114891320A (zh) | 环氧树脂/短切玻璃纤维复合材料及其制备方法 | |
| CN116355313A (zh) | 高机械性能的木质素/聚丙烯复合材料及制备方法 | |
| CN103627164A (zh) | 一种芳纶纤维增强耐高温尼龙复合材料及其制备方法 | |
| CN104177719A (zh) | 一种高耐热贯流风叶增强as专用料及其制备方法 | |
| CN106433053B (zh) | 一种制备聚乳酸材料的方法及由该方法制备的聚乳酸材料 | |
| CN116426120A (zh) | 一种玄武岩纤维增强尼龙66复合材料及其制备方法 | |
| CN112552595A (zh) | 一种高强度高韧性玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN114276673B (zh) | 一种低吸水率耐刮擦的pa/pet复合材料及其制备方法 | |
| CN116332531A (zh) | 一种改性玻璃纤维及利用多巴胺对玻璃纤维进行改性的方法与增强聚酰胺6复合材料 | |
| CN105694344A (zh) | 一种洗衣机盖板用塑料合金及其制备方法 | |
| CN114163692B (zh) | 一种玻璃纤维表面改性技术及其在pa66中的应用 | |
| CN109504048B (zh) | 一种热致可逆交联组合物改性聚乳酸3d打印线材及其制备方法 | |
| JP7145581B2 (ja) | 研磨可能な金属に接合したプラスチック複合材料及びその製造方法 | |
| CN104829944A (zh) | 一种新型改性聚丙烯复合材料的制备方法 | |
| CN104861534A (zh) | 一种纳米竹碳ptt增强母粒 | |
| CN114395194B (zh) | 一种pp-r/pbt合金材料及其制备方法与应用 | |
| CN114957973B (zh) | 一种汽车水室料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication |