发明内容
[0003] 本发明的目的正是为了克服上述技术的不足,而提供一种树脂基竹纤维复合材料的制备方法,一种低成本、高效、制备工艺简单方便的竹塑复合材料的合成方法,解决了纤维与树脂基体的相容性问题,提高了复合材料的强度以及热学性能。
[0004] 本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种树脂基竹纤维复合材料的制备方法,该方法具体步骤如下:
[0005] (1)、竹浆纤维原料的准备:以硫酸盐法竹浆纤维为原料,将预先准备好的竹浆板撕碎,然后按照标准规范放入立式打浆机进行打浆,打浆过程每隔一段时间测量打浆度,最后制备打浆度为30、40或50三种规格的竹浆纤维,然后各自进行脱水处理,分别用自封袋冷藏保存;
[0006] (2)、竹浆纤维大分子引发剂的制备:取绝干浆为0.16g竹浆纤维放入解离器中进行解离分散,解离后的竹纤维经丙酮、四氢呋喃THF润洗真空抽滤后备用;将100ml的三口圆底烧瓶放入恒温水浴锅中,在圆底烧瓶中加入0.5g的4-二甲基氨基吡啶DMAP,取50ml的四氢呋喃THF放入烧瓶将4-二甲基氨基吡啶DMAP溶解,并加入1.5ml的三乙胺,然后充入氮气15min,将解离后的竹纤维撕碎放入三口烧瓶中并加入转子搅拌,待溶液均匀后,冰浴条件下逐滴加入1ml的2-溴异丁酰溴BIBB,密封封闭,然后将温度升高至60℃后搅拌反应24h;
[0007] (3)、竹浆纤维AGETATRP法接枝改性:在100ml三口圆底烧瓶中加入10ml的N,N-二甲基甲酰胺DMF,然后按照摩尔比1∶2∶3依次加入0.30mmol的CuBr2,0.60mmol的N-N-五甲基二乙烯基三胺PMDETA以及0.90mmol的抗坏血酸VC,搅拌均匀,加入0.1mol的异戊二烯,加入预先制备好的竹浆纤维大分子引发剂,密封后置于恒温水浴锅常温搅拌反应6h,产物经离子水、无水乙醇丙酮润洗抽滤,在60℃下真空干燥至恒重;
[0008] (4)、改性的竹浆纤维与树脂复合,制备复合材料:
[0009] (A)选用接枝改性的竹浆纤维、热固性树脂以及助剂A,竹浆纤维添加质量分数为总量的5%、10%、15%或20%用高速混合机混合均匀,助剂A添加质量分数为总量的3%,然后放入双棍开炼机或转矩流变仪中进行熔融共混,共混温度170-190℃,时间8min,冷却干燥后,放入塑料粉碎机中粉碎成颗粒状或粉末状,再放入相应的模具,用平板硫化机进行压板,温度170-190℃,时间10-15min,制成复合材料;
[0010] (B)竹浆纤维添加质量分数为5%、10%、15%或20%,分别与热塑性树脂及其助剂B通过高速混合机混合,助剂B添加质量分数为总量的3%,放入双螺杆挤出机挤出成型在160-190℃温度下制备相应的复合材料。
[0011] 所述的四氢呋喃THF为分析纯THF。
[0012] 所述的竹浆纤维选用打浆度为40规格的竹浆纤维。
[0013] 所述的热固性树脂为酚醛树脂或环氧树脂;热塑性树脂为聚苯乙烯、聚丙烯或聚乙烯。
[0014] 所述的助剂A包括增塑剂、固化剂和润滑剂,增塑剂选用邻苯二甲酸二丁酯,固化剂选用650聚酰胺树脂,增塑剂、固化剂和润滑剂的质量比为1:1:1。
[0015] 所述的助剂B包括增塑剂和润滑剂,增塑剂选用邻苯二甲酸二丁酯,增塑剂和润滑剂的质量比为1:1。
[0016] 本发明的有益效果为:本发明为制备竹塑纤维复合材料提供一种新的方法,增强了复合材料的强度性能。竹浆纤维本身含有大量的极性羟基,而树脂基体是非极性的,两者相容性差,通过ATRP法接枝改性竹浆纤维,然后与基体树脂合成复合材料,本发明方法旨在克服两者结合性不足的缺陷,不但增强了复合材料的强度性能,而且减少了塑料的消耗,也缓解我国木塑类复合材料的压力,同时,对于塑料的回收利用也具有一定的积极意义。