CN118667262A - 一种高韧抗冲击pp材料及其制备方法 - Google Patents
一种高韧抗冲击pp材料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种高韧抗冲击PP材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：S1.配置成PLA溶液；S2.将步骤S1中制备的PLA溶液分为两份，其中一份中加入海藻酸钠粉末；S3.在步骤S2剩余的PLA中加入多孔炭/二氧化硅复合微球；S4.将步骤S2和步骤S3中的溶液混合后得到PLA复合溶液，进行静电纺丝，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的静电纺丝膜；S5.将步骤S4中制备的静电纺丝膜浸渍于温水超声震荡中后，干燥粉碎，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜；S6.将负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子共混后挤出造粒得到高韧抗冲击PP材料。本发明通过加入负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜，提高PP材料的抗冲击性能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种高韧抗冲击PP材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)是一种在性能上与聚乙烯具有一定相似性的线性链烃聚合物，但由于侧甲基在聚丙烯的主链上交替连接着的结构，这使得聚丙烯在性能上又有别于聚乙烯，且有着很大的变化。由于聚丙烯上的侧甲基所连接的主链碳原子是叔基碳原子，这使得其变得活泼，容易受到氧的攻击而发生氧化，碳链也容易在热和紫外或其它高能射线的作用下发生断链现象，而不发生交联。由于叔基碳原子的对称性，使得聚丙烯在空间上存在了空间异构现象，形成了等规聚丙烯(其主链上的侧甲基均分布在分子链的一侧)、间规聚丙烯(其主链上的侧甲基均成交替形式分布在分子链两侧)、无规聚丙烯(其主链上的侧甲基均以无规律的形式分布在分子链两侧)三种空间异构体。
聚丙烯的自身优点有很多，其原料的来源丰富，价格低廉，具有较好的力学性能，不易吸水，耐热性、耐磨性、化学稳定性等，其综合性能良好。但也有着其它方面的缺陷，如聚丙烯在低温下易脆化，成型后收缩率大，不耐老化，对缺口的敏感度大，这都会使聚丙烯的应用范围受到一定的限制。为了解决上述缺点，人们纷纷通过对其进行改性的方法来改善提高其性能。人们对聚丙烯最常采用的方法有共聚、共混、增强、填充等，其中填充增强改性是目前最有发展前景的，应用也是最为广泛的。改性后的聚丙烯可被广泛的应用于航天、航空、家具业、汽车、纺织业和电器制造也等领域。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种高韧抗冲击PP材料及其制备方法，通过加入负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜，提高PP材料的抗冲击性能。
技术方案：一种高韧抗冲击PP材料，所述高韧抗冲击PP材料由PP和负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜组成，所述片状静电纺丝膜面积为0.02-0.1cm2。
上述的高韧抗冲击PP材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1.将PLA颗粒烘干后，溶解于二氯甲烷中，配置成PLA溶液；
S2.将步骤S1中制备的PLA溶液分为两份，其中一份中加入海藻酸钠粉末，混合搅拌均匀；S3.在步骤S2剩余的PLA中加入多孔炭/二氧化硅复合微球，混合搅拌均匀；
S4.将步骤S2和步骤S3中的溶液混合后得到PLA复合溶液，将PLA复合溶液进行静电纺丝，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的静电纺丝膜；
S5.将步骤S4中制备的静电纺丝膜浸渍于温水超声震荡中后，取出干燥，将静电纺丝膜粉碎，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜；
S6.将负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子共混后挤出造粒得到高韧抗冲击PP材料。
优选的，所述步骤S1中PLA溶液的浓度为5-8wt％。
优选的，所述步骤S3中多孔炭/二氧化硅复合微球的制备方法，包括以下步骤：
S11.将正硅酸乙酯加入至无水乙醇中混合搅拌均匀，然后加入一定量的聚乙二醇400，得到正硅酸乙酯溶液，将正硅酸乙酯溶液滴加至1-2mol/L盐酸溶液中，滴加完毕后继续搅拌100-160min，得到溶胶，然后加入花粉颗粒，在真空下浸渍20-40min，使溶胶充分吸附于花粉表面，离心干燥，烧结得到中空介孔二氧化硅；
S12.将纤维素纤维加入NaOH/尿素/水溶剂体系中，低温混合搅拌溶解，然后加入CaCl2，在常温下搅拌反应，得到纤维素溶胶；
S13.在纤维素溶胶中加入中空介孔二氧化硅，搅拌均匀，在中空介孔二氧化硅表面包覆一层纤维素溶胶，过滤得到纤维素/二氧化硅复合微球，将复合微球进行冷冻干燥，得到多孔纤维素/二氧化硅复合微球；
S14.将步骤S13制备的多孔纤维素/二氧化硅复合微球在氩气的保护作用下进行煅烧，得到多孔炭/二氧化硅复合微球。
优选的，所述步骤S4中PLA复合溶液中海藻酸钠的含量为0.5-1wt％，多孔炭/二氧化硅复合微球的含量为3-5wt％。
优选的，所述步骤S5中温水的温度为30-40℃，超声震荡的时间为10-30min。
优选的，所述步骤S6中负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子的质量比为3.5-5.5:100。
优选的，所述步骤S11中正硅酸乙酯，无水乙醇，聚乙二醇400和盐酸溶液的体积比为12-16:25-40:2-3:100-120，烧结温度为550-650℃，烧结时间为5-10h。
优选的，所述步骤S12中CaCl2在纤维素溶胶中的含量为0.5-1.2wt％。
优选的，所述步骤S14中煅烧温度为800-900℃，时间为2-3h。
有益效果：本发明PP材料具有以下优点：
1.本发明中结合仿生材料的结构制备了多孔炭/二氧化硅复合微球，所制备的多孔炭/二氧化硅复合微球为中空的微球，微球为孔径渐变的结构，微球的外侧采用多孔炭，内侧采用多孔二氧化硅，多孔炭的孔径小于二氧化硅的孔径，该孔径渐变结构可以有效的吸收外界能量，提高PP的耐冲击性能；
2.本发明中采用炭和二氧化硅制备复合微球，二氧化钛的硬度高设为微球的内层，炭的硬度低设为内层，通过软硬的配合，提高材料的吸能效果，从而提高了抗冲击效果；
3.本发明中在炭层中加入了CaCl2，在PLA中加入了海藻酸钠，CaCl2和海藻酸钠可以发生反应，因此复合微球可以牢固的固定在PLA的静电纺丝膜上，在制备负载多孔炭/二氧化硅复合微球的静电纺丝膜后，将静电纺丝膜粉碎至0.02-0.1cm2，这种面积大小的膜在高温下和PP共混，PLA因为高温的缘故可以部分和PP熔融共混，提高相容性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，以下实施例是对本发明的解释而本发明不局限于以下实施例：
实施例1
多孔炭/二氧化硅复合微球的制备方法，包括以下步骤：
S11.将正硅酸乙酯加入至无水乙醇中混合搅拌均匀，然后加入一定量的聚乙二醇400，得到正硅酸乙酯溶液，将正硅酸乙酯溶液滴加至1mol/L盐酸溶液中，正硅酸乙酯，无水乙醇，聚乙二醇400和盐酸溶液的体积比为12:25:2:100，滴加完毕后继续搅拌100min，得到溶胶，然后加入花粉颗粒，在真空下浸渍20min，使溶胶充分吸附于花粉表面，离心干燥，烧结，烧结温度为550℃，烧结时间为10h，得到中空介孔二氧化硅；
S12.将纤维素纤维加入NaOH/尿素/水溶剂体系中，低温混合搅拌溶解，然后加入CaCl2，在常温下搅拌反应，得到纤维素溶胶，CaCl2在纤维素溶胶中的含量为1.2wt％；
S13.在纤维素溶胶中加入中空介孔二氧化硅，搅拌均匀，在中空介孔二氧化硅表面包覆一层纤维素溶胶，过滤得到纤维素/二氧化硅复合微球，将复合微球进行冷冻干燥，冷冻干燥温度为-50℃，时间为20h，得到多孔纤维素/二氧化硅复合微球；
S14.将步骤S13制备的多孔纤维素/二氧化硅复合微球在氩气的保护作用下进行煅烧，煅烧温度为800℃，时间为3h，得到多孔炭/二氧化硅复合微球。
实施例2
多孔炭/二氧化硅复合微球的制备方法，包括以下步骤：
S11.将正硅酸乙酯加入至无水乙醇中混合搅拌均匀，然后加入一定量的聚乙二醇400，得到正硅酸乙酯溶液，将正硅酸乙酯溶液滴加至2mol/L盐酸溶液中，正硅酸乙酯，无水乙醇，聚乙二醇400和盐酸溶液的体积比为16:40:3:120，滴加完毕后继续搅拌160min，得到溶胶，然后加入花粉颗粒，在真空下浸渍40min，使溶胶充分吸附于花粉表面，离心干燥，烧结，烧结温度为650℃，烧结时间为5h，得到中空介孔二氧化硅；
S12.将纤维素纤维加入NaOH/尿素/水溶剂体系中，低温混合搅拌溶解，然后加入CaCl2，在常温下搅拌反应，得到纤维素溶胶，CaCl2在纤维素溶胶中的含量为0.5wt％；
S13.在纤维素溶胶中加入中空介孔二氧化硅，搅拌均匀，在中空介孔二氧化硅表面包覆一层纤维素溶胶，过滤得到纤维素/二氧化硅复合微球，将复合微球进行冷冻干燥，冷冻干燥温度为-60℃，时间为20h，得到多孔纤维素/二氧化硅复合微球；
S14.将步骤S13制备的多孔纤维素/二氧化硅复合微球在氩气的保护作用下进行煅烧，煅烧温度为900℃，时间为2h，得到多孔炭/二氧化硅复合微球。
实施例3
多孔炭/二氧化硅复合微球的制备方法，包括以下步骤：
S11.将正硅酸乙酯加入至无水乙醇中混合搅拌均匀，然后加入一定量的聚乙二醇400，得到正硅酸乙酯溶液，将正硅酸乙酯溶液滴加至1mol/L盐酸溶液中，正硅酸乙酯，无水乙醇，聚乙二醇400和盐酸溶液的体积比为13:30:2:105，滴加完毕后继续搅拌140min，得到溶胶，然后加入花粉颗粒，在真空下浸渍25min，使溶胶充分吸附于花粉表面，离心干燥，烧结，烧结温度为580℃，烧结时间为7h，得到中空介孔二氧化硅；
S12.将纤维素纤维加入NaOH/尿素/水溶剂体系中，低温混合搅拌溶解，然后加入CaCl2，在常温下搅拌反应，得到纤维素溶胶，CaCl2在纤维素溶胶中的含量为0.8wt％；
S13.在纤维素溶胶中加入中空介孔二氧化硅，搅拌均匀，在中空介孔二氧化硅表面包覆一层纤维素溶胶，过滤得到纤维素/二氧化硅复合微球，将复合微球进行冷冻干燥，冷冻干燥温度为-60℃，时间为20h，得到多孔纤维素/二氧化硅复合微球；
S14.将步骤S13制备的多孔纤维素/二氧化硅复合微球在氩气的保护作用下进行煅烧，煅烧温度为800℃，时间为2.5h，得到多孔炭/二氧化硅复合微球。
实施例4
多孔炭/二氧化硅复合微球的制备方法，包括以下步骤：
S11.将正硅酸乙酯加入至无水乙醇中混合搅拌均匀，然后加入一定量的聚乙二醇400，得到正硅酸乙酯溶液，将正硅酸乙酯溶液滴加至1mol/L盐酸溶液中，正硅酸乙酯，无水乙醇，聚乙二醇400和盐酸溶液的体积比为16:36:3:115，滴加完毕后继续搅拌120min，得到溶胶，然后加入花粉颗粒，在真空下浸渍35min，使溶胶充分吸附于花粉表面，离心干燥，烧结，烧结温度为620℃，烧结时间为9h，得到中空介孔二氧化硅；
S12.将纤维素纤维加入NaOH/尿素/水溶剂体系中，低温混合搅拌溶解，然后加入CaCl2，在常温下搅拌反应，得到纤维素溶胶，CaCl2在纤维素溶胶中的含量为1wt％；
S13.在纤维素溶胶中加入中空介孔二氧化硅，搅拌均匀，在中空介孔二氧化硅表面包覆一层纤维素溶胶，过滤得到纤维素/二氧化硅复合微球，将复合微球进行冷冻干燥，冷冻干燥温度为-65℃，时间为12h，得到多孔纤维素/二氧化硅复合微球；
S14.将步骤S13制备的多孔纤维素/二氧化硅复合微球在氩气的保护作用下进行煅烧，煅烧温度为850℃，时间为3h，得到多孔炭/二氧化硅复合微球。
表1
| 二氧化硅层平均孔径/nm | 炭层平均孔径/nm | |
| 实施例1 | 12.9 | 5.6 |
| 实施例2 | 11.8 | 5.8 |
| 实施例3 | 13.2 | 5.5 |
| 实施例4 | 13.8 | 5.9 |
实施例5
高韧抗冲击PP材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1.将PLA颗粒烘干后，溶解于二氯甲烷中，配置成浓度为5wt％PLA溶液；
S2.将步骤S1中制备的PLA溶液分为两份，其中一份中加入海藻酸钠粉末，混合搅拌均匀；
S3.在步骤S2中剩余的PLA中加入实施例1制备的多孔炭/二氧化硅复合微球，混合搅拌均匀；
S4.将步骤S2和步骤S3中的溶液混合后得到PLA复合溶液，PLA复合溶液中海藻酸钠的含量为1wt％，多孔炭/二氧化硅复合微球的含量为5wt％，将PLA复合溶液进行静电纺丝，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的静电纺丝膜；
S5.将步骤S4中制备的静电纺丝膜浸渍于温水超声震荡中后，取出干燥，温水的温度为30℃，超声震荡的时间为30min，将静电纺丝膜粉碎得到片状静电纺丝膜，其平均面积为0.05cm2，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜；
S6.将负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子共混后挤出造粒得到高韧抗冲击PP材料，负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子的质量比为3.5:100。
实施例6
高韧抗冲击PP材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1.将PLA颗粒烘干后，溶解于二氯甲烷中，配置成浓度为8wt％PLA溶液；
S2.将步骤S1中制备的PLA溶液分为两份，其中一份中加入海藻酸钠粉末，混合搅拌均匀；
S3.在步骤S2中剩余的PLA中加入实施例2制备的多孔炭/二氧化硅复合微球，混合搅拌均匀；
S4.将步骤S2和步骤S3中的溶液混合后得到PLA复合溶液，PLA复合溶液中海藻酸钠的含量为0.5wt％，多孔炭/二氧化硅复合微球的含量为3wt％，将PLA复合溶液进行静电纺丝，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的静电纺丝膜；
S5.将步骤S4中制备的静电纺丝膜浸渍于温水超声震荡中后，取出干燥，温水的温度为40℃，超声震荡的时间为10min，将静电纺丝膜粉碎得到片状静电纺丝膜，其平均面积为0.03cm2，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜；
S6.将负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子共混后挤出造粒得到高韧抗冲击PP材料，负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子的质量比为5.5:100。
实施例7
高韧抗冲击PP材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1.将PLA颗粒烘干后，溶解于二氯甲烷中，配置成浓度为6.2wt％PLA溶液；
S2.将步骤S1中制备的PLA溶液分为两份，其中一份中加入海藻酸钠粉末，混合搅拌均匀；
S3.在步骤S2中剩余的PLA中加入实施例3制备的多孔炭/二氧化硅复合微球，混合搅拌均匀；
S4.将步骤S2和步骤S3中的溶液混合后得到PLA复合溶液，PLA复合溶液中海藻酸钠的含量为0.75wt％，多孔炭/二氧化硅复合微球的含量为3.5wt％，将PLA复合溶液进行静电纺丝，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的静电纺丝膜；
S5.将步骤S4中制备的静电纺丝膜浸渍于温水超声震荡中后，取出干燥，温水的温度为40℃，超声震荡的时间为20min，将静电纺丝膜粉碎得到片状静电纺丝膜，其平均面积为0.06cm2，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜；
S6.将负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子共混后挤出造粒得到高韧抗冲击PP材料，负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子的质量比为5:100。
实施例8
高韧抗冲击PP材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1.将PLA颗粒烘干后，溶解于二氯甲烷中，配置成浓度为7.5wt％PLA溶液；
S2.将步骤S1中制备的PLA溶液分为两份，其中一份中加入海藻酸钠粉末，混合搅拌均匀；
S3.在步骤S2中剩余的PLA中加入实施例4制备的多孔炭/二氧化硅复合微球，混合搅拌均匀；
S4.将步骤S2和步骤S3中的溶液混合后得到PLA复合溶液，PLA复合溶液中海藻酸钠的含量为0.55wt％，多孔炭/二氧化硅复合微球的含量为4.5wt％，将PLA复合溶液进行静电纺丝，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的静电纺丝膜；
S5.将步骤S4中制备的静电纺丝膜浸渍于温水超声震荡中后，取出干燥，温水的温度为30℃，超声震荡的时间为25min，将静电纺丝膜粉碎得到片状静电纺丝膜，其平均面积为0.06cm2，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜；
S6.将负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子共混后挤出造粒得到高韧抗冲击PP材料，负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子的质量比为4:100。
实施例9
高韧抗冲击PP材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1.将PLA颗粒烘干后，溶解于二氯甲烷中，配置成浓度为7wt％PLA溶液；
S2.将步骤S1中制备的PLA溶液分为两份，其中一份中加入海藻酸钠粉末，混合搅拌均匀；
S3.在步骤S2中剩余的PLA中加入实施例4制备的多孔炭/二氧化硅复合微球，混合搅拌均匀；
S4.将步骤S2和步骤S3中的溶液混合后得到PLA复合溶液，PLA复合溶液中海藻酸钠的含量为0.65wt％，多孔炭/二氧化硅复合微球的含量为4wt％，将PLA复合溶液进行静电纺丝，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的静电纺丝膜；
S5.将步骤S4中制备的静电纺丝膜浸渍于温水超声震荡中后，取出干燥，温水的温度为35℃，超声震荡的时间为25min，将静电纺丝膜粉碎得到片状静电纺丝膜，其平均面积为0.07cm2，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜；
S6.将负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子共混后挤出造粒得到高韧抗冲击PP材料，负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子的质量比为4.5:100。
对比例1
高韧抗冲击PP材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1.将实施例4制备的多孔炭/二氧化硅复合微球与PP粒子共混后挤出造粒得到高韧抗冲击PP材料，负载多孔炭/二氧化硅复合微球与PP粒子的质量比为12:100。
对比例2
高韧抗冲击PP材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1.将PLA颗粒烘干后，溶解于二氯甲烷中，配置成浓度为7wt％PLA溶液；
S2.将步骤S1中制备的PLA溶液中加入实施例4制备的多孔炭/二氧化硅复合微球，混合搅拌均匀；
S3.将步骤S2中的溶液进行静电纺丝，多孔炭/二氧化硅复合微球的含量为4wt％，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的静电纺丝膜；
S4.将步骤S4中制备的静电纺丝膜粉碎得到片状静电纺丝膜，其平均面积为0.06cm2，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜；
S5.将负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子共混后挤出造粒得到高韧抗冲击PP材料，负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子的质量比为4.5:100。
对比例3
高韧抗冲击PP材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1.将PLA颗粒烘干后，溶解于二氯甲烷中，配置成浓度为7.5wt％PLA溶液；
S2.将步骤S1中制备的PLA溶液分为两份，其中一份中加入海藻酸钠粉末，混合搅拌均匀；S3.在步骤S2中剩余的PLA中加入二氧化硅复合微球，混合搅拌均匀；
S4.将步骤S2和步骤S3中的溶液混合后得到PLA复合溶液，PLA复合溶液中海藻酸钠的含量为0.55wt％，二氧化硅复合微球的含量为4.5wt％，将PLA复合溶液进行静电纺丝，得到负载二氧化硅复合微球的静电纺丝膜；
S5.将步骤S4中制备的静电纺丝膜浸渍于温水超声震荡中后，取出干燥，温水的温度为30℃，超声震荡的时间为25min，将静电纺丝膜粉碎得到片状静电纺丝膜，其平均面积为0.06cm2，得到负载二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜；
S6.将负载二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子共混后挤出造粒得到高韧抗冲击PP材料，负载二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子的质量比为4:100；
其中，二氧化硅复合微球的制备方法，包括以下步骤：
S11.将正硅酸乙酯加入至无水乙醇中混合搅拌均匀，然后加入一定量的聚乙二醇400，得到正硅酸乙酯溶液，将正硅酸乙酯溶液滴加至1mol/L盐酸溶液中，正硅酸乙酯，无水乙醇，聚乙二醇400和盐酸溶液的体积比为16:36:3:115，滴加完毕后继续搅拌120min，得到溶胶，然后加入花粉颗粒，在真空下浸渍35min，使溶胶充分吸附于花粉表面，离心干燥，烧结，烧结温度为620℃，烧结时间为9h，得到中空介孔二氧化硅；
S12.按照上述配比同样配置溶胶中，区别在于该溶胶中不含有聚乙二醇400，并加入CaCl2，其在溶胶中的含量为1％，将步骤S11制备得到的中空介孔二氧化硅再次真空浸渍至本步骤制备的溶胶中，浸渍时间为30min，离心干燥，烧结，烧结温度为600℃，烧结时间为10h，得到二氧化硅复合微球。
对比例4
高韧抗冲击PP材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1.将PLA颗粒烘干后，溶解于二氯甲烷中，配置成浓度为7wt％PLA溶液；
S2.将步骤S1中制备的PLA溶液分为两份，其中一份中加入海藻酸钠粉末，混合搅拌均匀；S3.在步骤S2中剩余的PLA中加入多孔炭/二氧化硅复合微球，混合搅拌均匀；
S4.将步骤S2和步骤S3中的溶液混合后得到PLA复合溶液，PLA复合溶液中海藻酸钠的含量为0.65wt％，多孔炭/二氧化硅复合微球的含量为4wt％，将PLA复合溶液进行静电纺丝，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的静电纺丝膜；
S5.将步骤S4中制备的静电纺丝膜浸渍于温水超声震荡中后，取出干燥，温水的温度为35℃，超声震荡的时间为25min，将静电纺丝膜粉碎得到片状静电纺丝膜，其平均面积为0.07cm2，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜；
S6.将负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子共混后挤出造粒得到高韧抗冲击PP材料，负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子的质量比为4.5:100；
其中，多孔炭/二氧化硅复合微球的制备方法，包括以下步骤：
S11.将正硅酸乙酯加入至无水乙醇中混合搅拌均匀，然后加入一定量的聚乙二醇400，得到正硅酸乙酯溶液，将正硅酸乙酯溶液滴加至1.5mol/L盐酸溶液中，正硅酸乙酯，无水乙醇，聚乙二醇400和盐酸溶液的体积比为16:36:2.5:110，滴加完毕后继续搅拌120min，得到溶胶，然后加入花粉颗粒，在真空下浸渍35min，使溶胶充分吸附于花粉表面，离心干燥，烧结，烧结温度为620℃，烧结时间为9h，得到中空介孔二氧化硅；
S12.将纤维素纤维加入NaOH/尿素/水溶剂体系中，低温混合搅拌溶解，然后加入聚乙二醇和CaCl2，在常温下搅拌反应，得到纤维素溶胶，聚乙二醇在纤维素溶胶中的含量为1.5％，CaCl2在纤维素溶胶中的含量为1wt％；
S13.在纤维素溶胶中加入中空介孔二氧化硅，搅拌均匀，在中空介孔二氧化硅表面包覆一层纤维素溶胶，过滤得到纤维素/二氧化硅复合微球，将复合微球进行冷冻干燥，冷冻干燥温度为-65℃，时间为12h，得到多孔纤维素/二氧化硅复合微球；
S14.将步骤S13制备的多孔纤维素/二氧化硅复合微球在氩气的保护作用下进行煅烧，煅烧温度为850℃，时间为3h，得到多孔炭/二氧化硅复合微球，得到微球中二氧化硅层的孔径为13.5nm，炭层的孔径为15.6nm。
性能测试：将实施例和对比例中制备的PP粒子制备成以下测试方法中规定的形状，按照以下测试方法进行性能测试：
拉伸性能测试：采用GB/T1040-92在万能试验机进行拉伸测试，测试温度为23±2℃，测试部分的尺寸为150mm×10mm×4mm，测试速度为10mm/min；
冲击性能测试：
采用GB/T1843-1996在悬臂梁冲击试验机进行缺口冲击实验，测试温度为23±2℃，测试部分的尺寸为100mm×80mm×4mm，采用A型缺口，其缺口底部半径为0.20±0.05mm，其角度为45°±1°；
采用GB/T9341-88在万能试验机进行拉伸测试，测试温度为23±2℃，测试部分的尺寸为80mm×10mm×4mm，测试速度为2mm/min。
表2
| 拉伸强度(MPa) | 冲击强度(KJ/m2) | 弯曲强度/MPa | |
| 实施例5 | 39.65 | 8.41 | 61.64 |
| 实施例6 | 42.31 | 8.37 | 63.78 |
| 实施例7 | 43.58 | 8.29 | 62.45 |
| 实施例8 | 40.69 | 8.48 | 61.28 |
| 实施例9 | 43.56 | 8.56 | 62.13 |
| 对比例1 | 32.16 | 7.58 | 56.23 |
| 对比例2 | 35.14 | 7.29 | 50.36 |
| 对比例3 | 34.56 | 7.54 | 52.69 |
| 对比例4 | 33.65 | 7.32 | 53.98 |
| 纯PP | 27.91 | 7.24 | 45.69 |
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种高韧抗冲击PP材料，其特征在于：所述高韧抗冲击PP材料由PP和负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜组成，所述片状静电纺丝膜面积为0.02-0.1cm2。
2.根据权利要求1所述的高韧抗冲击PP材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S1.将PLA颗粒烘干后，溶解于二氯甲烷中，配置成PLA溶液；
S2.将步骤S1中制备的PLA溶液分为两份，其中一份中加入海藻酸钠粉末，混合搅拌均匀；
S3.在步骤S2剩余的PLA中加入多孔炭/二氧化硅复合微球，混合搅拌均匀；
S4.将步骤S2和步骤S3中的溶液混合后得到PLA复合溶液，将PLA复合溶液进行静电纺丝，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的静电纺丝膜；
S5.将步骤S4中制备的静电纺丝膜浸渍于温水超声震荡中后，取出干燥，将静电纺丝膜粉碎，得到负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜；
S6.将负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子共混后挤出造粒得到高韧抗冲击PP材料。
3.根据权利要求2所述的高韧抗冲击PP材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中PLA溶液的浓度为5-8wt％。
4.根据权利要求2所述的高韧抗冲击PP材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中多孔炭/二氧化硅复合微球的制备方法包括以下步骤：
S11.将正硅酸乙酯加入至无水乙醇中混合搅拌均匀，然后加入一定量的聚乙二醇400，得到正硅酸乙酯溶液，将正硅酸乙酯溶液滴加至1-2mol/L盐酸溶液中，滴加完毕后继续搅拌100-160min，得到溶胶，然后加入花粉颗粒，在真空下浸渍20-40min，使溶胶充分吸附于花粉表面，离心干燥，烧结得到中空介孔二氧化硅；
S12.将纤维素纤维加入NaOH/尿素/水溶剂体系中，低温混合搅拌溶解，然后加入CaCl2，在常温下搅拌反应，得到纤维素溶胶；
S13.在纤维素溶胶中加入中空介孔二氧化硅，搅拌均匀，在中空介孔二氧化硅表面包覆一层纤维素溶胶，过滤得到纤维素/二氧化硅复合微球，将复合微球进行冷冻干燥，得到多孔纤维素/二氧化硅复合微球；
S14.将步骤S13制备的多孔纤维素/二氧化硅复合微球在氩气的保护作用下进行煅烧，得到多孔炭/二氧化硅复合微球。
5.根据权利要求2所述的高韧抗冲击PP材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中PLA复合溶液中海藻酸钠的含量为0.5-1wt％，多孔炭/二氧化硅复合微球的含量为3-5wt％。
6.根据权利要求2所述的高韧抗冲击PP材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中温水的温度为30-40℃，超声震荡的时间为10-30min。
7.根据权利要求2所述的高韧抗冲击PP材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S6中负载多孔炭/二氧化硅复合微球的片状静电纺丝膜与PP粒子的质量比为3.5-5.5:100。
8.根据权利要求4所述的高韧抗冲击PP材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S11中正硅酸乙酯，无水乙醇，聚乙二醇400和盐酸溶液的体积比为12-16:25-40:2-3:100-120，烧结温度为550-650℃，烧结时间为5-10h。
9.根据权利要求4所述的高韧抗冲击PP材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S12中CaCl2在纤维素溶胶中的含量为0.5-1.2wt％。
10.根据权利要求4所述的高韧抗冲击PP材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S14中煅烧温度为800-900℃，时间为2-3h。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104211045A (zh) * | 2014-09-04 | 2014-12-17 | 江南大学 | 一种简单快速制备稻壳基多孔炭/二氧化硅复合材料的方法 |
| WO2018190645A1 (ko) * | 2017-04-14 | 2018-10-18 | 세종대학교 산학협력단 | 나노 셀룰로오스 복합체 및 이의 제조방법 |
| CN113831594A (zh) * | 2021-10-29 | 2021-12-24 | 吉林大学 | 一种以煤气化细渣为原料的复合填料及其制备方法和用途 |
| CN117477480A (zh) * | 2023-10-31 | 2024-01-30 | 湖南星通管业有限公司 | 高抗冲改性合金八棱结构壁套管 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104211045A (zh) * | 2014-09-04 | 2014-12-17 | 江南大学 | 一种简单快速制备稻壳基多孔炭/二氧化硅复合材料的方法 |
| WO2018190645A1 (ko) * | 2017-04-14 | 2018-10-18 | 세종대학교 산학협력단 | 나노 셀룰로오스 복합체 및 이의 제조방법 |
| CN113831594A (zh) * | 2021-10-29 | 2021-12-24 | 吉林大学 | 一种以煤气化细渣为原料的复合填料及其制备方法和用途 |
| CN117477480A (zh) * | 2023-10-31 | 2024-01-30 | 湖南星通管业有限公司 | 高抗冲改性合金八棱结构壁套管 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 朱元超 等: "静电纺丝制备SiO2短纤维对聚丙烯冲击性能的影响", 高等学校化学学报, no. 10, 10 October 2010 (2010-10-10), pages 196 - 200 * |
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