CN108976608A - 一种石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，该复合材料采用聚丙烯、黄麻纤维、改性石墨烯作为主要成分，选择浓硫酸、浓硝酸、冰醋酸等材料，对主要成分进行处理。该复合材料具体制备步骤包括：1)石墨烯改性处理；2)黄麻纤维接枝处理；3)石墨烯改性黄麻纤维制备；4)石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料制备。本发明首先对石墨烯进行酸性预处理，然后对黄麻纤维进行表面接枝处理，接枝采用的偶联剂起桥梁作用，连接了石墨烯与黄麻纤维，使得石墨烯片层包覆到黄麻纤维表面，提高了黄麻纤维的表面粗糙度，从而提高了黄麻纤维/聚丙烯复合材料的强度和韧性。同时，采用该方法制备的复合材料更加环保。

Description

一种石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于汽车内饰材料制备领域，特别是涉及一种石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
自从汽车进入家用市场以来，汽车的普及速度相当惊人。随着经济的腾飞，我国汽车的需求量日益攀升，因此，汽车配套零部件市场有着广阔的发展前景。汽车内饰作为车身***的重要组成部件，也有着广阔的市场前景。
所谓的汽车内饰主要是指汽车内部所用到的汽车产品，涉及到汽车内部的方方面面，比如汽车车门内饰板、汽车坐垫，汽车脚垫等等都是汽车内饰产品。这部分零部件不光只有装饰作用，他们所涉及到的功能性、安全性、以及工程属性是非常丰富的。近年来，对于汽车内饰复合材料的研究是汽车内饰材料领域的研究重点。一般来说，汽车内饰材料以聚丙烯和/或聚酯以及麻纤维的复合为主，该复合材料在强度、韧性等性能方面都有很大的提升空间。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料及其制备方法，该复合材料轻质、环保、强度高、韧性好。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料，包括如下重量份的组分：
聚丙烯210-350份；
接枝黄麻纤维90-150份；
改性石墨烯0.5-1份；
所述改性石墨烯为使用98wt%浓硫酸和65~68wt%浓硝酸对石墨烯进行酸化氧化处理后得到；所述接枝黄麻纤维为使用3-氨基丙基三乙氧基硅烷对黄麻纤维进行接枝处理得到。
进一步的改进，所述黄麻纤维为20mm~30mm的短纤维。
一种石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一)石墨烯改性处理：称取0.5-1份的石墨烯放置于20-40份的98wt%浓硫酸中，磁力搅拌4-6小时，振荡2-4反应小时；加入10-20份的65~68wt%浓硝酸，磁力搅拌30-60分钟，回流60-90分钟后，取出反应物；用大量水稀释，再真空抽滤得到改性石墨烯；
步骤二)黄麻纤维接枝处理：黄麻纤维清洗干净后烘干；再剪成20mm~30mm的短纤维；
称取2-10份的3-氨基丙基三乙氧基硅烷加入乙醇水溶液中，轻轻搅拌均匀，放置2-4小时；用冰醋酸将pH调至4.5～5.5；
称取90-150份修剪后的黄麻，浸入3-氨基丙基三乙氧基硅烷溶液中，室温下浸置8-12小时，不时进行搅拌，取出干燥；
步骤三)石墨烯改性黄麻纤维制备：将改性石墨烯均匀分散到去离子水中，再将接枝处理的黄麻纤维浸入石墨烯分散液中，浸置24-48小时，期间不时进行搅拌；将处理后的纤维干燥；
步骤四)石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料制备：将步骤三）得到的纤维与聚丙烯210-350份进行密炼，使其混合均匀；烘干后，获得石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料。
进一步的改进，所述步骤二中）所述乙醇水溶液为质量比为4:1的无水乙醇/去离子水溶液。
进一步的改进，所述步骤四中）：将步骤三）得到的纤维与聚丙烯在190-200℃的条件下进行密炼
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明创造性的将石墨烯用于黄麻/聚丙烯复合材料的改性中，通过添加石墨烯微片进行黄麻纤维的改性处理，提高了黄麻纤维表面粗糙度，进而提高了黄麻纤维与聚丙烯基体的界面粘接力，使复合材料的机械性能得到较大幅度的提升。通过优化制备工艺过程，得到强度高、韧性好的石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料。依据ISO527-2-5A和ISO180/179标准检测，本复合材料耐拉伸强度大于44MPa，耐弯曲强度大于52MPa。
具体实施方式
实施例1
(1)石墨烯改性处理：称取0.5份的石墨烯放置于20份的98wt%浓硫酸中，磁力搅拌4小时，再在超声清洗机中振荡2小时；然后再导入10份的65~68wt%浓硝酸，磁力搅拌30分钟，回流60分钟后，取出反应物；用大量去离子水稀释，稀释后利用真空抽滤机进行真空抽滤。
(2)黄麻纤维接枝处理：黄麻纤维用去离子水多次洗净，放入恒温鼓风干燥箱在60℃条件下烘干8小时；将烘干后的黄麻纤维用剪刀剪成20mm~30mm的短纤维；另外再称取2份的3-氨基丙基三乙氧基硅烷混入质量比为4:1的无水乙醇/去离子水溶液中，轻轻搅拌均匀，放置2小时；然后用冰醋酸将硅烷偶联剂溶液的PH调至4.5～5.5；称取90份水洗好的黄麻，将其浸泡于配置好的硅烷偶联剂溶液中，室温下浸置8小时，不时进行搅拌；然后取出、拧干转移至60℃恒温鼓风干燥箱中干燥8小时。
(3)石墨烯改性黄麻纤维制备：将真空抽滤后的改性石墨烯分散到去离子水中，在超声清洗机中振荡2小时使其分散均匀，再将接枝3-氨基丙基三乙氧基硅烷的黄麻纤维浸入石墨烯分散液中，浸置24小时，期间不时进行搅拌；然后将纤维取出、拧干，置于60℃真空烘箱中干燥8小时。
(4)石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料制备：将烘干后的石墨烯改性黄麻纤维90份与聚丙烯210份，在190℃的条件下利用密炼机进行密炼，使其混合均匀；随后再在60℃真空烘箱中干燥2小时，即可获得石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料。
实施例2
(1)石墨烯改性处理：称取0.7份的石墨烯放置于30份的98wt%浓硫酸中，磁力搅拌5小时，再在超声清洗机中振荡3小时；然后再导入15份的65~68wt%浓硝酸，磁力搅拌45分钟，回流75分钟后，取出反应物；用大量去离子水稀释，稀释后利用真空抽滤机进行真空抽滤。
(2)黄麻纤维接枝处理：黄麻纤维用去离子水多次洗净，放入恒温鼓风干燥箱在65℃条件下烘干10小时；将烘干后的黄麻纤维用剪刀剪成20mm-30mm的短纤维；另外称取6份的3-氨基丙基三乙氧基硅烷混入质量比4:1的无水乙醇/水溶液中，轻轻搅拌均匀，放置3小时；然后用冰醋酸将硅烷偶联剂溶液的PH调至4.5～5.5；称取120份水洗好的黄麻，将其浸泡于配置好的硅烷偶联剂溶液中，室温下浸置10小时，不时进行搅拌；然后取出、拧干转移至65℃恒温鼓风干燥箱中干燥10小时。
(3)石墨烯改性黄麻纤维制备：将真空抽滤后的改性石墨烯分散到去离子水中，在超声清洗机中振荡3小时使其分散均匀，再将接枝3-氨基丙基三乙氧基硅烷的黄麻纤维浸入石墨烯分散液中，浸置36小时，期间不时进行搅拌；然后将纤维取出、拧干，置于65℃真空烘箱中干燥10小时。
(4)石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料制备：将烘干后的石墨烯改性黄麻纤维120份与聚丙烯280份，在195℃的条件下利用密炼机进行密炼，使其混合均匀；随后再在65℃真空烘箱中干燥3小时，即可获得石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料。
实施例3
(1)石墨烯改性处理：称取1份的石墨烯放置于40份的98wt%浓硫酸中，磁力搅拌6小时，再在超声清洗机中振荡4小时；然后再导入20份的65~68wt%浓硝酸，磁力搅拌60分钟，回流90分钟后，取出反应物；用大量去离子水稀释，稀释后利用真空抽滤机进行真空抽滤。
(2)黄麻纤维接枝处理：黄麻纤维用去离子水多次洗净，放入恒温鼓风干燥箱在70℃条件下烘干12小时；将烘干后的黄麻纤维用剪刀剪成20mm-30mm的短纤维；另外称取10份的3-氨基丙基三乙氧基硅烷混入质量比4:1的无水乙醇/水溶液中，轻轻搅拌均匀，放置4小时；然后用冰醋酸将硅烷偶联剂溶液的PH调至4.5～5.5；称取150份水洗好的黄麻，将其浸泡于配置好的硅烷偶联剂溶液中，室温下浸置12小时，不时进行搅拌；然后取出、拧干转移至70℃恒温鼓风干燥箱中干燥12小时。
(3)石墨烯改性黄麻纤维制备：将真空抽滤后的改性石墨烯分散到去离子水中，在超声清洗机中振荡4小时使其分散均匀，再将接枝3-氨基丙基三乙氧基硅烷的黄麻纤维浸入石墨烯分散液中，浸置48小时，期间不时进行搅拌；然后将纤维取出、拧干，置于70℃真空烘箱中干燥12小时。
(4)石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料制备：将烘干后的石墨烯改性黄麻纤维150份与聚丙烯350份，在200℃的条件下利用密炼机进行密炼，使其混合均匀；随后再在70℃真空烘箱中干燥4小时，即可获得石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料。

Claims (5)

1.一种石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
聚丙烯210-350份；
接枝黄麻纤维90-150份；
改性石墨烯0.5-1份；
所述改性石墨烯为使用98wt%浓硫酸和65~68wt%浓硝酸对石墨烯进行酸化氧化处理后得到；所述接枝黄麻纤维为使用3-氨基丙基三乙氧基硅烷对黄麻纤维进行接枝处理得到。
2.如权利要求1所述的一种石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料，其特征在于，所述黄麻纤维为20mm~30mm的短纤维。
3.一种石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一)石墨烯改性处理：称取0.5-1份的石墨烯放置于20-40份的98wt%浓硫酸中，磁力搅拌4-6小时，振荡2-4反应小时；加入10-20份的65~68wt%浓硝酸，磁力搅拌30-60分钟，回流60-90分钟后，取出反应物；用大量水稀释，再真空抽滤得到改性石墨烯；
步骤二)黄麻纤维接枝处理：黄麻纤维清洗干净后烘干；再剪成20mm~30mm的短纤维；
称取2-10份的3-氨基丙基三乙氧基硅烷加入乙醇水溶液中，轻轻搅拌均匀，放置2-4小时；用冰醋酸将pH调至4.5～5.5；
称取90-150份修剪后的黄麻，浸入3-氨基丙基三乙氧基硅烷溶液中，室温下浸置8-12小时，不时进行搅拌，取出干燥；
步骤三)石墨烯改性黄麻纤维制备：将改性石墨烯均匀分散到去离子水中，再将接枝处理的黄麻纤维浸入石墨烯分散液中，浸置24-48小时，期间不时进行搅拌；将处理后的纤维干燥；
步骤四)石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料制备：将步骤三）得到的纤维与聚丙烯210-350份进行密炼，使其混合均匀；烘干后，获得石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料。
4.如权利要求3所述的一种石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中）所述乙醇水溶液为质量比为4:1的无水乙醇/去离子水溶液。
5.如权利要求3所述的一种石墨烯改性黄麻纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤四中）：将步骤三）得到的纤维与聚丙烯在190-200℃的条件下进行密炼。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109824980A (zh) * 2019-02-21 2019-05-31 福建工程学院 一种还原氧化石墨烯改性竹纤维/聚丙烯复合材料的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104231650A (zh) * 2014-09-20 2014-12-24 鑫盛(湖州)塑木科技有限公司 一种复合改性塑木复合材料板材及其制备方法
CN105086135A (zh) * 2015-06-16 2015-11-25 长兴虹波纺织有限公司 一种石墨烯改性芳纶纤维增强聚丙烯复合材料
CN106146864A (zh) * 2016-09-27 2016-11-23 广东银禧科技股份有限公司 用于sls的石墨烯/聚丙烯复合粉末材料及制备方法
CN106221179A (zh) * 2016-07-25 2016-12-14 西华大学 石墨烯‑二氧化硅杂化材料及制备聚氨酯基纳米复合材料的方法
CN106589578A (zh) * 2016-11-04 2017-04-26 重庆普利特新材料有限公司 一种高性能黄麻纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN107881761A (zh) * 2017-11-23 2018-04-06 贵州大学 制备改性芳纶纤维/石墨烯增强体的方法
CN108017820A (zh) * 2017-11-15 2018-05-11 郴州国盛新材科技有限公司 一种纤维增强高密度聚乙烯/石墨烯复合材料及其制备方法
CN108250561A (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 武汉金发科技有限公司 一种玻璃纤维和石墨烯杂化填料填充聚丙烯复合材料及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104231650A (zh) * 2014-09-20 2014-12-24 鑫盛(湖州)塑木科技有限公司 一种复合改性塑木复合材料板材及其制备方法
CN105086135A (zh) * 2015-06-16 2015-11-25 长兴虹波纺织有限公司 一种石墨烯改性芳纶纤维增强聚丙烯复合材料
CN106221179A (zh) * 2016-07-25 2016-12-14 西华大学 石墨烯‑二氧化硅杂化材料及制备聚氨酯基纳米复合材料的方法
CN106146864A (zh) * 2016-09-27 2016-11-23 广东银禧科技股份有限公司 用于sls的石墨烯/聚丙烯复合粉末材料及制备方法
CN106589578A (zh) * 2016-11-04 2017-04-26 重庆普利特新材料有限公司 一种高性能黄麻纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN108250561A (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 武汉金发科技有限公司 一种玻璃纤维和石墨烯杂化填料填充聚丙烯复合材料及其制备方法
CN108017820A (zh) * 2017-11-15 2018-05-11 郴州国盛新材科技有限公司 一种纤维增强高密度聚乙烯/石墨烯复合材料及其制备方法
CN107881761A (zh) * 2017-11-23 2018-04-06 贵州大学 制备改性芳纶纤维/石墨烯增强体的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JUAN CHEN ET AL.: ""Modifying glass fibers with graphene oxide: Towards high-performance polymer composites"", 《COMPOSITES SCIENCE AND TECHNOLOGY》 *
赵永华 等: ""碳纤维/氧化石墨烯多尺度增强体的制备与表征"", 《材料研究学报》 *
黄振: ""剑麻纤维增强聚合物基复合材料的制备与性能"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库农业科技辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109824980A (zh) * 2019-02-21 2019-05-31 福建工程学院 一种还原氧化石墨烯改性竹纤维/聚丙烯复合材料的制备方法
CN109824980B (zh) * 2019-02-21 2021-10-26 福建工程学院 一种还原氧化石墨烯改性竹纤维/聚丙烯复合材料的制备方法

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