[发明专利]以聚偏氟乙烯纤维为成核剂的聚酯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及以聚偏氟乙烯纤维为成核剂的聚酯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚己二酸乙二醇酯是一种生物降解性聚合物，凭借其优异的性能和低廉的价格，被广泛应用于泡沫塑料制品、工业塑料和橡胶制品等方面广泛应用。然而，由于其内在的一些缺陷，如结晶速率慢，韧性不足，受热后尺寸稳定性差等，使其在工程塑料或模塑型件等方面受到一定限制。此外，传统的用于结晶的成核剂 如纳米碳酸钙，粘土类等等，在共混熔融改性法存在着结晶成核剂在聚合物中团聚和分散不均匀的弊端。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供以聚偏氟乙烯纤维为成核剂的聚酯复合材料及其制备方法，通过该方法可得到结晶快、强度高的聚酯复合材料，具有力学性能和热稳定性高，工艺简单同时操作简便易行，原料廉价易得的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：以聚偏氟乙烯纤维为成核剂的聚酯复合材料，按质量百分比，包括以下组分：  

聚酯 60～90%，聚偏氟乙烯纤维10～40%。

所述聚酯为聚己二酸乙二醇酯。

所述的聚偏氟乙烯纤维的直径为0.1mm,纤密度80D，长度为2～5mm。

所述聚己二酸乙二醇酯的分子量为10000～50000之间，聚偏氟乙烯纤维的分子量为107000～5300000。

以聚偏氟乙烯纤维为成核剂的聚酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将聚己二酸乙二醇酯在25～40℃真空下干燥3～8小时，聚偏氟乙烯纤维在60～100℃真空下干燥3～8小时；

2）将60～90%的聚酯与10～40%的聚偏氟乙烯纤维机械共混，将混合后的粉料放入平板硫化机模具中成型；

3）对预成型坯料进行预塑，将温度升到80～135℃，保持30～60min，使模压料成型，利用聚甲基硅氧烷板施加10⁵Pa压力给熔体施加剪切应力，然后采用随炉降温的方式降温到45℃后将压力撤掉，将模压成型后的复合材料连同模具一起取出，冷却至室温，获得复合材料。

将复合材料旋转涂膜，在拉力机上测试其拉伸强度；使用差示扫描量热仪测试其热力学稳定性和结晶速度；使用偏光显微镜观察样品界面区域的形态结构。

本发明的有益效果是：

聚偏氟乙烯纤维具有氟树脂和通用树脂的特性，它除了具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐候性外，还具有压电性、电热性的特殊性能。

以聚偏氟乙烯纤维作为成核剂，与聚己二酸乙二醇酯共混后，不仅可以提高聚己二酸乙二醇酯的结晶速率，缩短生产周期，而且使复合材料具有很高的界面结合强度，从而提高了复合材料的力学性能和热稳定性。

由于本发明采用了聚偏氟乙烯纤维这样稳定性能优良同时具有一定热电性能的有机树脂为结晶成核剂，通过聚己二酸乙二醇酯中的羰基和聚偏氟乙烯中的亚甲基相互作用，改变了聚己二酸乙二醇酯结晶行为，不仅使得结晶速度大大提高，缩短了加工成型周期，而且克服了加工时生产效率低的问题，也避免了添加成核剂提高结晶速度的同时降低分子量的缺点；在聚己二酸乙二醇酯中加入聚偏氟乙烯，由于聚偏氟乙烯的熔点远远高于聚己二酸乙二醇酯，所以复合材料的平衡熔点显著升高，另外由于聚偏氟乙烯中具有氟键，易和聚己二酸乙二醇酯中的羟基形成氢键，也大大提高了分子间的作用力。因此，聚己二酸乙二醇酯和聚偏氟乙烯复合后力学性能和热稳定性都大大提高。本发明的目的还在于提供一种工艺简单同时操作简便易行，原料廉价易得的聚酯复合材料。

附图说明

图1为本发明的聚酯复合材料结晶速率实施例一、例二、例三的效果图。

图2为本发明的聚酯复合材料的结晶温度实施例一和例三的效果图。

图3为本发明的聚酯复合材料实施例一和例四的效果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一

1）将聚己二酸乙二醇酯在40℃真空下干燥3小时，聚偏氟乙烯纤维在100℃真空下干燥3小时；

2）将60%的聚酯与40%的聚偏氟乙烯纤维机械共混，将混合后的粉料放入平板硫化机模具中成型；