[发明专利]植物纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种植物纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法，所述植物纤维增强聚丙烯复合材料包括有聚丙烯基体以及分布于所述聚丙烯基体中的植物纤维和聚丙烯接枝降冰片烯二酸酐，其中，所述聚丙烯接枝降冰片烯二酸酐通过化学键连接于所述植物纤维。本发明的植物纤维增强聚丙烯复合材料中，植物纤维与聚丙烯树脂之间具有良好的相容性，使得植物纤维增强聚丙烯复合材料具有优异的力学性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种植物纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

由于植物纤维表面含有大量的羟基，具有较强的亲水性，而疏水性的聚丙烯树脂中缺少可与羟基发生反应的基团，所以，植物纤维与聚丙烯树脂之间的相容性很差。进而，在将植物纤维用于增强聚丙烯树脂制备复合材料时，很容易在界面上形成空隙和缺陷，导致复合材料的力学性能很差。特别是，当植物纤维含量较高时，复合材料表现出明显的脆性，难以获得力学性能优异的复合材料。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种力学性能优异的植物纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

一种植物纤维增强聚丙烯复合材料，所述植物纤维增强聚丙烯复合材料包括有聚丙烯基体以及分布于所述聚丙烯基体中的植物纤维和聚丙烯接枝降冰片烯二酸酐，其中，所述聚丙烯接枝降冰片烯二酸酐通过化学键连接于所述植物纤维。

在其中一个实施例中，所述聚丙烯接枝降冰片烯二酸酐的接枝率为0.63％-0.93％。

在其中一个实施例中，所述聚丙烯接枝降冰片烯二酸酐的熔融指数(190℃*2.16kg)为42.4g/10min-94.9g/10min。

在其中一个实施例中，所述聚丙烯的熔融指数(230℃*2.16kg)为10g/10min-50g/10min。

在其中一个实施例中，所述植物纤维的长度为2mm-20mm。

在其中一个实施例中，所述植物纤维包括棕榈纤维。

在其中一个实施例中，所述植物纤维增强聚丙烯复合材料中还包括抗氧剂。

在其中一个实施例中，所述植物纤维增强聚丙烯复合材料中，所述植物纤维的质量百分比为20％-70％，所述抗氧剂的质量百分比小于或等于2％，所述聚丙烯接枝降冰片烯二酸酐的质量百分比为1％-10％。

本发明还提供了一种植物纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将聚丙烯、植物纤维以及聚丙烯接枝降冰片烯二酸酐充分混合均匀，得到混合物料；

将所述混合物料进行熔融共混得到熔体，所述熔体冷却后，得到植物纤维增强聚丙烯复合材料。

在其中一个实施例中，所述熔融共混的温度为175℃-220℃，熔融共混的时间为4min-8min。

本发明的植物纤维增强聚丙烯复合材料中，聚丙烯接枝降冰片烯二酸酐的一端能够与植物纤维表面的羟基发生反应并生成化学键，另一端能够与聚丙烯分子链发生链缠绕，从而，聚丙烯接枝降冰片烯二酸酐的添加能够极大改善亲水性植物纤维与疏水性聚丙烯树脂之间的相容性，增强二者的界面结合力，促进聚丙烯与植物纤维形成稳定的共混结构，进而，显著提高了植物纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能。

附图说明

图1为对比例2所得植物纤维增强聚丙烯复合材料的扫描电镜图；

图2为实施例3所得植物纤维增强聚丙烯复合材料的扫描电镜图。

具体实施方式

以下将对本发明提供的植物纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法作进一步说明。