[发明专利]一种PBT复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种PBT复合材料及其制备方法，其由80份‑100份PBT、10份‑20份改性黄麻纤维和0.1份‑0.5份抗氧剂按照重量份制备而成，所述改性黄麻纤维为表面接枝有甲基丙烯酸缩水甘油酯的黄麻纤维。该PBT复合材料具有优异的力学性能。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种PBT复合材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PBT)是一种广泛应用的高分子聚酯树脂，其具有良好的耐疲劳性，较好的耐热性，优良的尺寸稳定性等优点，但是在一些特定领域内，对PBT的力学性能要求比较高，普通PBT复合材料已经不能满足这种需求，这限制了PBT复合材料在一些特定领域中的应用。

黄麻纤维是一种纤维素纤维，其表面呈竹子节状或X型节状，细胞厚度整齐，没有天然卷曲，其纤维本身具有良好的力学性能，因此众多研究者致力于将黄麻纤维运用到工程塑料改性领域。但是黄麻纤维分子结构中含有大量的羟基官能团，分子链之间和分子链内部氢键作用强烈，表面出较强的极性和亲水性，使黄麻纤维与树脂基体之间的相容性差，二者难以形成混合均匀的体系，从而导致黄麻纤维不能有效的提高复合材料的综合性能，为此对黄麻纤维进行物理或化学改性处理，以改变其表面形态、晶态、表面能、极性、表面化学组成并除去纤维表面弱边界层，从而提高基体树脂和黄麻纤维之间的相容性。黄麻纤维的表面处理方法有碱处理法、界面偶合法、基体改性法、复合处理法等，常用的有碱处理法和界面偶合法，但是碱处理法会使纤维束发生降解，而界面偶合法处理黄麻纤维时会破坏纤维分子链间的氢键作用，使黄麻纤维本身的拉伸强度和拉伸模量降低，从而不能最大幅度的提高复合材料的力学性能。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种PBT复合材料，通过在PBT基体中加入表面接枝有甲基丙烯酸缩水甘油酯的黄麻纤维，从而有效增强黄麻纤维与PBT基体树脂的界面作用，提高PBT复合材料的力学性能，解决了现有的改性黄麻纤维对PBT复合材料力学性能提升有限的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种PBT复合材料，其由80份-100份PBT、10份-20份改性黄麻纤维和0.1份-0.5份抗氧剂按照重量份制备而成，所述改性黄麻纤维为表面接枝有甲基丙烯酸缩水甘油酯的黄麻纤维。

进一步的，本发明中的抗氧剂可以是本领域中的常规选择，在本发明的一些具体的实施方式中，所述抗氧剂选自三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或两种以上的混合，可以理解的是，本发明中的抗氧剂包括但不限于上述几种。

进一步的，所述改性黄麻纤维的制备包括以下步骤：

S1、将黄麻纤维、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲苯、过氧化二苯甲酰混合后加热搅拌，得到溶液A；其中，甲苯作为甲基丙烯酸缩水甘油酯和过氧化苯甲酰的溶剂，而过氧化二苯甲酰在该步骤中作为引发剂引发自由基聚合反应。

S2、将所述溶液A过滤，得到产物B，将所述产物B加入N,N-二甲基甲酰胺中搅拌后，过滤、干燥，制得所述改性黄麻纤维，N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂用于去除反应体系中的小分子单体和反应副产物。

优选的，步骤S1中，所述黄麻纤维单丝直径10-12μm。

优选的，步骤S1中，所述黄麻纤维、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲苯、过氧化二苯甲酰的质量比为(60-80)：(8-10)：(200-280)：(0.1-0.3)。

进一步的，步骤S1中，所述加热搅拌的具体步骤为：于60-80℃搅拌反应16-20h，可以理解的是，这里采用加热搅拌从而有助于自由基聚合反应的进行。

优选的，步骤S2中，所述产物B和所述N,N-二甲基甲酰胺的质量比为(30-50)：(200-240)。