[发明专利]一种玻璃纤维聚丙烯界面横晶结构的诱导方法

说明书

本发明属于聚合材料技术领域，公开了一种玻璃纤维聚丙烯界面横晶结构的诱导方法，所述玻璃纤维聚丙烯界面横晶结构的诱导方法包括以下步骤：将制备的玻璃纤维进行改性；将改性后的玻璃纤维置于含碳纳米管和聚丙烯成核剂的稳定水性分散液中进行浸泡，得到表面有碳纳米管和聚丙烯成核剂涂层的玻璃纤维；置于干燥箱中干燥，得到聚丙烯/玻璃纤维界面横晶结构。本发明通过对玻璃纤维的处理实现对其改性，然后利用湿法研磨制备碳纳米管和成核剂稳定分散的分散液，采用浸润法将碳纳米管和成核剂同时引入玻璃纤维表面，制备的表面有碳纳米管和聚丙烯成核剂涂层的玻璃纤维的性能更佳；通过对其诱导实现横晶结构的形成，实现诱导的高效性和有效性。

技术领域

本发明属于聚合材料技术领域，尤其涉及一种玻璃纤维聚丙烯界面横晶结构的诱导方法。

背景技术

目前：玻璃纤维增强聚合物复合材料广泛应用于电气、电子、能源和汽车等领域。对于纤维增强聚合物的改性研究主要围绕聚合物基体、纤维增强体本身性质的改善以及纤维/聚合物基体界面性质的改善三个方面展开。其中纤维/树脂界面起到基体树脂与纤维之间的桥梁作用，影响着力由基体传向纤维。聚丙烯是一种低密度，半结晶性的聚合物，随着汽车工业发展、汽车轻量化要求的提高，玻璃纤维增强聚丙烯得到了广泛关注和应用。针对玻璃纤维增强聚丙烯材料，由于聚丙烯是一种非极性聚合物，高分子链上缺少活性官能团，导致聚丙烯与玻璃纤维的界面结合较差。

对于聚丙烯/玻璃纤维的界面改善可以通过诱导聚丙烯在玻璃纤维界面结晶、形成横晶结构来实现。聚丙烯/玻璃纤维界面横晶结构的存在可以改善基体与纤维的结合，提高界面剪切强度。商业玻璃纤维本身不具备诱导横晶结构的能力，为了形成横晶结构可以将成核剂引入玻璃纤维表面。成核剂是一种加工助剂，可以加快聚丙烯结晶，增加异相成核点密度，使晶体尺寸减小、晶粒细化。但是通过诱导聚丙烯在玻璃纤维界面结晶、形成横晶结构实现聚丙烯/玻璃纤维的界面改善的方案操作复杂，无法实现大规模的生产，限制了该工艺的使用。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：通过诱导聚丙烯在玻璃纤维界面结晶、形成横晶结构实现聚丙烯/玻璃纤维的界面改善的方案操作复杂，无法实现大规模的生产，限制了该工艺的使用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种玻璃纤维聚丙烯界面横晶结构的诱导方法。

本发明是这样实现的，一种玻璃纤维聚丙烯界面横晶结构的诱导方法，所述玻璃纤维聚丙烯界面横晶结构的诱导方法包括以下步骤：

步骤一，进行玻璃纤维的制备；将制备的玻璃纤维置于混合液中浸泡，并进行超声分散，超声的频率为50-60kHz，超声时间为10-25min；超声结束后得到分散液，将分散液进行过滤，滤出固态物质并弃除滤液；将固态物质进行2～3次清洗，洗净表面杂质，放入烘干箱中，设定烘干温度为50-65℃，烘干时间为20-30min进行烘干；

步骤二，进行改性纳米硅藻土的制备；将烘干物加入体积浓度为65％的乙醇溶液中，加入乙烯基三叔丁基过氧硅烷，进行充分搅拌，得到分散液；进行分散液的加热，在分散液温度达到50℃时向分散液中添加改性纳米硅藻土，使用搅拌器按照80-90r/min的速率进行搅拌，搅拌时继续进行加热，直至分散液中的固态物质完全分散，停止搅拌以及停止加热，得到共混液；

步骤三，使用氢氧化钠溶液进行共混液的pH的调节，调节共混液pH为9-10；将共混液在室温下进行2-3h静置，析出沉淀物；使用清水对沉淀物进行3-5次清洗，并将沉淀物置于烘干箱中，设定烘干温度为60-65℃、烘干时间为45-55min进行烘干，得到处理后的纤维玻璃；

步骤四，进行改性剂的制备；将处理后的玻璃纤维置于改性剂中浸泡，浸泡时间为2-4h；浸泡结束后将玻璃纤维连同改性剂进行加热，加热温度为35-40℃，加热8-15min后停止加热，冷却至室温，过滤，得到固态物并对固态物进行清洗，得到改性后的玻璃纤维；