本发明专利技术公开了一种甲基丙烯酸十四酯－顺丁烯二酸酐共聚物在玻纤增强聚丙烯复合材料的应用。本发明专利技术的共聚物为一种大分子界面改性剂，涂覆在经偶联剂处理的玻纤表面后和聚丙烯复合，能够导致界面剪切强度的提高，提高复合材料的弯曲性能。该共聚物为柔性界面层，可以钝化断裂缺口，增大断裂引发能和扩展能。此外，它可以保护脆性纤维表面在成型过程中免受磨损，弥补纤维表面缺陷，导致更好的冲击强度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及甲基丙烯酸十四酯-顺丁烯二酸酐共聚物的新用途，具体涉及其作为玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的大分子界面改性剂的应用。
技术介绍
由于具有高比强度、良好的热性能、绝缘性能和防水性能等优点，玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(简称PP/GF)是近年来材料学领域发展十分迅速的一类热塑性复合材料。制备高性能PP/GF的关键是要提高极性玻纤和非极性PP之间的界面粘结强度，而聚丙烯和玻纤的不相容性导致二者复合的界面结合不好。因此为了提高二者的界面粘结强度，顺丁烯二酸酐接枝聚烯烃作为界面改性剂和相容剂被引入到玻纤和聚丙烯基体中。通常有两种引入方法，一种是在基体中添加顺丁烯二酸酐接枝聚烯烃，对基体进行共混改性，另一种是在玻璃纤维表面涂覆顺丁烯二酸酐接枝聚烯烃。虽然顺丁烯二酸酐接枝聚烯烃的制备已被广泛报道，但顺丁烯二酸酐的接枝率和转化率仍然很低，而且聚烯烃在接枝反应中还存在部分降解，因此，以上述两种方法在玻璃纤维与聚烯烃基体之间引入顺丁烯二酸酐接枝聚烯烃来提高两者的亲和性，只能部分改善两相的界面粘结，使复合材料的拉伸强度和弯曲强度获得一定程度的改善，而且顺丁烯二酸酐聚烯烃的引入并未使复合材料的韧性增大，复合材料的冲击强度没有提高。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是公开一种甲基丙烯酸十四酯-顺丁烯二酸酐无规共聚物的应用，以克服现有技术存在的缺陷，满足有关领域的需要。本专利技术所说的甲基丙烯酸十四酯-顺丁烯二酸酐无规共聚物在专利技术人董擎之申请号03141992的专利已经有公开的报道，其结构片段如下 其中m＝155～200，n＝210～230其分子量为6×104～7×104；本专利技术的甲基丙烯酸十四酯-顺丁烯二酸酐无规共聚物的制备方法包括如下步骤在惰性气体气氛中，将顺丁烯二酸酐在溶剂中，在引发剂存在下与甲基丙烯酸十四酯进行反应，反应时间为4～8小时，反应温度为50～70℃，然后从反应产物中收集甲基丙烯酸十四酯-顺丁烯二酸酐无规共聚物。所说的溶剂选自甲苯、二甲苯或四氢呋喃中的一种或其混合物；所说的引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、BPO过氧化二苯甲酰，如上海试剂一厂生产的牌号为AIBN的偶氮二异丁腈引发剂；顺丁烯二酸酐与甲基丙烯酸十四酯的摩尔比为顺丁烯二酸酐∶甲基丙烯酸十四酯＝6∶4～8∶2；溶剂中，顺丁烯二酸酐的浓度为0.1～0.4克/ml；引发剂摩尔用量为单体总摩尔数的1/1000～2/1000。所说的惰性气体优选氮气。本专利技术的甲基丙烯酸十四酯-顺丁烯二酸酐无规共聚物可用于制备玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，具体应用方法包括如下步骤将玻纤毡先在0.1～1.0％(质量比)的硅烷偶联剂A1100的水溶液中浸渍1～10min，取出干燥，然后将其浸渍于甲基丙烯酸十四酯-顺丁烯二酸酐无规共聚物重量浓度为0.1～1.0％的二甲苯溶液，取出，在105～120℃下反应0.5～2h； 然后将克聚丙烯基体压制成厚度为0.5～2mm左右的薄片，然后将聚丙烯与玻纤毡交叉叠层铺放于上、下模板之间，模压成型，得到PP/GF片材。复合材料模压成型的温度为170℃～200℃；模压成型的压力为5～10Mpa；模压成型的时间为2～6min。用KOH/无水乙醇溶液测定共聚物中酸酐含量。甲基丙烯酸十四酯-顺丁烯二酸酐无规共聚物作为一种新型的大分子界面改性剂，涂覆在经偶联剂处理的玻纤表面后和聚丙烯复合，共聚物的长侧链与聚丙烯基体相容性好，分子链相互扩散形成牢固的相互缠结，而共聚物的顺丁烯二酸酐基团和偶联剂能发生反应形成化学键结合等强相互作用，因此，可以提高复合体系的界面结合强度，改善复合体系的弯曲性能。相比于顺丁烯二酸酐接枝聚烯烃，一方面这种新型的界面改性剂具有更高的酸酐含量，能够以更少的用量获得更好的界面粘结强度。另一方面，通常更好的界面粘结强度会导致界面剪切强度的提高，而降低冲击强度。因此为了补偿冲击强度的降低，界面柔性层被引入。具体实施例方式实验原料聚丙烯Y2600(上海石化塑料部)，玻纤由山东泰山玻纤有限公司提供，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷A1100、引发剂偶氮二异丁腈和单体甲基丙烯酸十四酯均为市售，顺丁烯二酸酐和溶剂均未处理直接使用。顺丁烯二酸酐接枝聚丙烯均为市售。实施例1聚合反应在四口圆底烧瓶中进行，烧瓶接入通气管、温度计、搅拌器，水浴加热，恒温60℃。置入300mL溶剂甲苯，投入60克顺丁烯二酸酐，通氮气保护约30分钟后开启搅拌。当顺丁烯二酸酐完全溶解后，加入75克甲基丙烯酸十四酯，待单体混合均匀后加入0.15克引发剂AIBN甲苯溶液引发反应，在氮气氛中持续搅拌6h。反应产物用甲醇沉淀过滤，所得聚合产物用四氢呋喃再溶解，甲醇再次沉淀，以去除杂质。聚合产物用真空干燥至恒重，即获得本专利技术的目标产物。酸酐含量为48.2％。实施例2采用与实施例1相同的方法，其中投入顺丁烯二酸酐75克，加入甲基丙烯酸十四酯94克，反应温度为50℃，反应时间为8小时。酸酐含量为44.2％。实施例3采用与实施例1相同的方法，其中投入顺丁烯二酸酐90克，通氮气保护约30分钟后开启搅拌。当顺丁烯二酸酐完全溶解后，加入甲基丙烯酸十四酯65克，酸酐含量为42.1％。反应温度为70℃，反应时间为4小时。实施例4将120×120×4mm3玻纤毡在150ml 0.6％(质量比)硅烷偶联剂A1100的水溶液中浸渍5min，在真空烘箱中70℃下干燥1h使玻纤和偶联剂的反应完全，然后将其浸渍于顺丁烯二酸酐∶甲基丙烯酸十四酯＝7∶3(摩尔比)的共聚物重量浓度为0.3％的二甲苯溶液200ml，放入烘箱，110℃下反应1h。将8.8克聚丙烯基体先用框模在平板硫化机上压制成厚度为1mm左右的薄片，然后将五层聚丙烯与四层玻纤毡叠层铺放于上、下模板之间，在平板硫化机上将体系预热至180℃，然后在6MPa的压力下复合5min，取出快速冷却，开模即得到PP/GF片材。实施例5采用与实施例4相同的方法。将120×120×4mm3玻纤毡在150ml 0.6％(质量比)硅烷偶联剂A1100的水溶液中浸渍5min，在真空烘箱中70℃下干燥1h使玻纤和偶联剂的反应完全，然后将其浸渍于顺丁烯二酸酐∶甲基丙烯酸十四酯＝6∶4(摩尔比)的共聚物重量浓度为0.3％的甲苯溶液200ml，放入烘箱，110℃下反应1h。将8.8克聚丙烯基体先用框模在平板硫化机上压制成厚度为1mm左右的薄片，然后将五层聚丙烯与四层玻纤毡叠层铺放于上、下模板之间，在平板硫化机上将体系预热至190℃，然后在9MPa的压力下复合5min，取出快速冷却，开模即得到PP/GF片材。实施例6采用与实施例4相同的方法。将120×120×4mm3玻纤毡在150ml 0.6％(质量比)硅烷偶联剂A1100的水溶液中浸渍5min，在真空烘箱中70℃下干燥1h使玻纤和偶联剂的反应完全，然后将其浸渍于顺丁烯二酸酐∶甲基丙烯酸十四酯＝8∶2(摩尔比)的共聚物重量浓度为0.3％的四氢呋喃溶液200ml，放入烘箱，100℃下反应1h。将8.8克聚丙烯基体先用框模在平板硫化机上压制成厚度为1mm左右的薄片，然后将五层聚丙烯与四层玻纤毡叠层铺放于上、下模板之间，在平板硫化机上将体系预热至170℃，然后在5MPa的压力下复合4min，取出快速冷却，开模即得到PP/GF片材。实本文档来自技高网...
【技术保护点】
甲基丙烯酸十四酯－顺丁烯二酸酐无规共聚物的应用，其特征在于，用于制备玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，所述的甲基丙烯酸十四酯－顺丁烯二酸酐无规共聚物的结构片段如下：＊＊＊ 其中：ｍ＝１５５～２００，ｎ＝２１０～２３０。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董擎之，周山花，高燕，王炎涛，刘颖，刘鑫，徐永军，戚德海，李铁柱，
申请(专利权)人：泰山玻璃纤维股份有限公司，华东理工大学，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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