[发明专利]一种高分子复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机复合材料合成技术领域，具体涉及一种高分子复合材料，本发明还涉及该高分子复合材料的制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种典型的半结晶热塑性聚酯，它不仅具有良好的耐化学药品性、耐摩擦、耐蠕变、耐疲劳性、耐弱酸和有机溶剂、电绝缘性能，还有质轻、透明、强度高、防碎、易成型及可再封等特点，因此被广泛应用，用量也不断增加。截止到2011年，全世界PET用量超过6000kt。Pira公司调查报告显示，预计到2017年，全球包装用PET总用量将达到1910万t。由于PET在食品、饮料、柔性制造、印刷电子等方面的大量使用，不仅会带来严重的环境问题，更会给人类带来能源紧张的问题。因此，回收再利用PET已成为当前国际社会日益关注的课题。

目前，PET瓶的回收技术主要有两种方法，即物理回收法和化学回收法。物理回收是将PET进行分选、破碎、清洗等工序，生产出清洁的PET瓶片。这些瓶片大部分用于纺织业，生产成纤维。但也有少量直接用于塑料产品加工，比如：用于生产非食品包装容器；但是，回收PET因在加工和使用过程中存在分子链断裂，导致分子量降低、特性黏数低、材料脆性大、冲击性能差等诸多问题，所以将PET瓶料直接加工产品，加工难度大，加工的产品力学性能低，其附加值偏低。

化学回收是将清洁的PET水解、醇解或碱解等，裂解成小分子物质，用于再聚合成PET或用于其他化学品的生产。传统的PET化学回收方法就是将固态的聚合物材料解聚，使它转化为较小的分子、中间原料或直接转化为合成单体的组分。化学回收法可使PET链断裂成低相对分子质量的对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)中间体或是完全降解为精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和(EG)。降解方法主要有：甲醇醇解法、水解法、醣酵解法和EG醇解法。由于相对物理回收过程复杂，工业化投资成本高，大规模的工业化应用仍处于研究和开发阶段。

发明内容

本发明的目的是提供一种高分子复合材料，解决了PET瓶的物理回收加工难度大，加工的产品力学性能低的问题。

本发明的另一目的是提供一种高分子复合材料的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种高分子复合材料，按重量份数由以下组分组成：

废弃PET瓶片50～166.67份，聚氨酯弹性体颗粒500～1666.7份，碳纳米管0.5份。

本发明所采用的另一技术方案是，一种高分子复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按质量份数分别称取如下原料：

废弃PET瓶片50～166.67份，聚氨酯弹性体颗粒500～1666.7份，碳纳米管0.5份；

步骤2、将步骤1称取的废弃PET瓶片、聚氨酯弹性体颗粒和碳纳米管混合均匀，得到混合物料；

步骤3、将经步骤2得到的混合物料添加到双螺杆挤出机中，熔融挤出、造粒，得到高分子复合材料。

本发明的特点还在于：

步骤1中废弃PET瓶片通过以下方法处理得到：

将废弃PET瓶剪碎成长宽均为0.5cm～1cm的片状，用1500ml～1600ml蒸馏水清洗后用50ml～60ml盐酸浸泡洗涤，清水洗干净后，再用乙醇清洗，最后用清水清洗去除杂质，晾干，得到干燥的PET瓶片。

步骤1中的碳纳米管要进行纯化处理，具体步骤如下：

步骤a、将碳纳米管、蒸馏水和浓硝酸按质量比为1：40～50：8～15混合均匀，形成混合物；

步骤b、将经步骤a得到的混合物磁力搅拌10min～15min，然后于50℃～60℃的水浴中加热9h～10h；

步骤c、对步骤b得到的产物离心处理后洗涤，然后置于120℃～130℃的马弗炉中烘干上层水，最后置于400℃～500℃干燥炉中焙烧2h～3h。

步骤2中：废弃PET瓶片、聚氨酯弹性体颗粒和碳纳米管的混合是在高速搅拌机内混合4min～5min，搅拌速度为200r/min～300r/min，温度为20℃～25℃。

步骤3中：在双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造粒时挤出机的一区温控、二区温控、三区温控、四区温控、五区温控、六区温控、七区温控、八区温控、机头温控分别为：155℃～160℃、160℃～165℃、225℃～230℃、255℃～260℃、255℃～260℃、240℃～245℃、225℃～230℃、215℃～220℃、195℃～200℃。

本发明的有益效果是：