[发明专利]一种Mxenes和聚碳酸酯改性聚苯硫醚材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种Mxenes和聚碳酸酯改性聚苯硫醚材料的制备方法，将Mxenes(Ti₃C₂T_x)加入乙醇溶液中，超声处理12～72小时，然后静置10～60分钟，取上层悬浮液旋蒸处理得到Mxenes纳米片；将Mxenes纳米片、聚碳酸酯颗粒以及聚苯硫醚颗粒分别置于真空转鼓中干燥2～6小时，温度为120～140℃；将上述干燥后的Mxenes纳米片、聚碳酸酯颗粒以及聚苯硫醚颗粒混合放入高速搅拌器内，以150～240℃混练20～60分钟，得到共混颗粒；将上述共混颗粒投入双螺杆挤出机，在300～380℃、3～6Mpa下热压挤出冷却定型，再将挤出后的材料加入双螺杆挤出机中二次挤出，冷却后得条状Mxenes和聚碳酸酯协同改性的聚苯硫醚材料。本发明有效结合Mxenes纳米片与聚碳酸酯的优势，通过双掺杂方式，实现了PPS材料性能的协同增强，扩大了产品应用范围。

技术领域

本发明涉及一种Mxenes和聚碳酸酯改性聚苯硫醚材料的制备方法，属于新材料技术领域。

背景技术

聚苯硫醚(PPS)是一种高性能热塑性树脂，其主链结构由苯环及硫原子交替排列赋予了材料优异的刚性，此外硫原子的存在同时又赋予其柔顺性。由于具有耐高温、耐辐射、耐腐蚀、耐磨、阻燃、高模量、高尺寸、稳定性、电性能优良、成型加工性能好等特点，目前PPS已成为特种工程塑料的第一大品种，广泛应用于汽车、机械、化工以及电子产品。但是PPS也存在一些本征性不足，如材料脆、耐冲击性能差、伸长率低、加工成型性差、价格昂贵等缺点。因此，需要通过一系列复合过程，如无机填料、纤维增强以及多相复合等，增强其抗冲击性能、弯曲强度以及拉升强度，以满足实际应用的需求。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种Mxenes和聚碳酸酯改性聚苯硫醚材料的制备方法，制得的材料具有高抗冲击性能、高弯曲强度以及高拉伸强度等优点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种Mxenes和聚碳酸酯改性聚苯硫醚材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将Mxenes(Ti₃C₂T_x)加入乙醇溶液中，强力超声处理12～72小时，然后静置10～60分钟，取上层悬浮液旋蒸处理得到Mxenes纳米片；

步骤二：将Mxenes纳米片、聚碳酸酯颗粒以及聚苯硫醚颗粒分别置于真空转鼓中干燥2～6小时，温度为120～140℃；

步骤三：将步骤二中干燥后的Mxenes纳米片、聚碳酸酯颗粒以及聚苯硫醚颗粒混合放入通有惰性气体的高速搅拌器内，在惰性气体保护条件下，以150～240℃混练20～60分钟，得到共混颗粒；

步骤四：将步骤三中共混颗粒投入双螺杆挤出机，在300～380℃、3～6Mpa下热压挤出，冷却定型，再将挤出后的材料加入双螺杆挤出机中二次挤出，冷却后得到条带状Mxenes和聚碳酸酯协同改性的聚苯硫醚材料。

进一步的，所述步骤一制得的Mxenes纳米片厚度为1～8nm，长宽为0.5～5um，比表面积大于130m² g^-1；超薄的纳米片有助于Mxenes材料的均匀分散，防止过度聚集，从而赋予改性聚苯硫醚的稳定性和高强度。

进一步的，所述步骤二中聚碳酸酯颗粒尺寸为40～55um，平均密度为1.2g cm³；聚苯硫醚颗粒尺寸为30～40um，平均密度为1.3g cm³，相对均匀的尺寸有助于精准控制混练时间和均匀度。

进一步的，所述步骤三中放入高速搅拌器内各组分的质量百分比为：Mxenes纳米片1～5％，聚碳酸酯2～7％，聚苯硫醚88～97％。

进一步的，所述步骤四中双螺杆挤出机的挤出转速为180～210rpm。