[发明专利]一种可原位成纤增强聚合物的低粘高模聚合物复合材料

权利要求书

1.一种由低玻璃化转变温度的锡氟磷酸盐玻璃制备得到的低粘度高模量极性聚合物复合材料，可通过原位成纤提高非极性聚合物的力学性能，其特征在于所述低粘度高模量极性聚合物复合材料由以下原料制备得到：

极性聚合物 50～90 vol%

磷酸盐玻璃 10～50 vol%。

2.根据权利要求1所述的低玻璃化转变温度的锡氟磷酸盐玻璃，其特征在于：锡氟磷酸盐玻璃的玻璃化转变温度低于常用聚合物的加工温度，该锡氟磷酸盐玻璃具有网络结构，且含有能与极性聚合物产生物理化学作用的活性基团。

3.根据权利要求1所述的极性聚合物/磷酸盐玻璃复合材料，其特征在于极性聚合物的加工温度高于232℃，可以是尼龙6、尼龙12、尼龙66、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等常见极性聚合物。

4.根据权利要求1所述的低粘度高模量极性聚合物复合材料，其特征在于：将干燥的极性聚合物粒料与一定比例的锡氟磷酸盐玻璃粉末在转矩流变仪中进行中混合均匀，获得极性聚合物复合材料，与极性聚合物基体相比，该复合材料的熔体粘度明显下降，模量显著提高。

5.根据权利要求1所述的低粘度高模量极性聚合物复合材料可通过原位成纤提高非极性聚合物的力学性能，其原位成纤方法的特征在于：

第一步：将低粘度高模量极性聚合物复合材料与非极性聚合物基体按照一定比例经过双螺杆挤出机混合造粒成母粒，并经真空干燥处理之后待用；

第二步：将干燥后的母粒投入到由挤出机（1）、汇流器（2）、力组装单元（3）、冷却辊（4）构成的多级拉伸装置的挤出机中，其中力组装单元采用0~5个组装单元首尾线性相连；挤出共混的合金熔体由挤出机（1）流经汇流器（2）并在力组装单元（3）的不同水平延伸的熔体流道中分割、变形和叠合后，从最后一个力组装单元出料口流出，在这个过程中低粘度高模量极性聚合物复合材料在非极性聚合物基体熔体中实现了均匀分散，并且形成了长径比较为均匀分布的成纤相，挤出的非极性聚合物复合材料再经过牵引冷却辊（4）快速牵引成型，即可实现低粘度高模量极性聚合物复合材料在非极性聚合物基体中的原位成纤。

6.根据权利要求5所述的原位成纤方法，其特征在于：通过调节力组装单元的数目控制沿挤出方向的拉伸力场强度以及控制冷却牵引辊的牵引速率与挤出速率之比，来实现低粘度高模量极性聚合物复合材料在非极性聚合物基体熔体中形成不同长径比的成纤相。

7.根据权利要求5所述的非极性聚合物基体，其特征在于：该非极性聚合物基体可以是低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、均聚聚丙烯和共聚聚丙烯等常用聚烯烃材料。

8.根据权利要求5所述的原位成纤方法，其特征在于：第二步所用的挤出机（1）的加料口、输送段、熔融段、均化段，汇流器（2），单个或多个力组装单元（3），牵引辊（4）的温度分别为150℃-160℃、230℃-250℃、260℃-270℃、260℃-270℃，260℃-270℃，260℃-270℃，20℃-40℃。

9.根据权利要求5所述原位成纤的方法，其特征在于：第二步所用的冷却牵引辊的牵引速率与挤出速率之比大于1。

10.根据权利要求1所述的低粘度高模量极性聚合物复合材料可通过原位成纤提高非极性聚合物的力学性能，其特征在于：该低粘度高模量极性聚合物复合材料原位成纤后，可提高非极性聚合物的拉伸强度和模量，同时能够保持非极性聚合物的延展性。