System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料及制备方法技术_技高网

适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料及制备方法技术

技术编号:44868723 阅读:7 留言:0更新日期:2025-04-08 00:11
本发明专利技术提供了一种适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料及制备方法,所述低介电性能复合材料由表面改性云母、超高分子量聚乙烯短切纤维和聚乙烯树脂复合而成;聚乙烯树脂由线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯组成;制备方法包括:将聚乙烯树脂加热融化,得到树脂熔体A,并与表面改性云母注入到加热容器中,搅拌,得到树脂熔体B,注入到浸渍槽中;将超高分子量聚乙烯长纤维通过含有树脂熔体B的浸渍槽,在空气中固化后,裁切,得到短切纤维预浸料;将短切纤维预浸料进行成型处理,得到所述低介电性能复合材料。本发明专利技术提供的低介电性能复合材料具备低介电常数和低介电损消耗,导热性较好,适用于在微波蚕丝脱胶时使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料,具体涉及一种适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料的制备方法。


技术介绍

1、蚕丝是一种蛋白质纤维,具有悦目的光泽、柔软的手感和优良的吸湿透气性能,一直以来作为一种高端纺织原料应用于纺织领域。蚕丝主要由丝素和丝胶组成。其中丝素占总含量的75%左右,丝胶占25%左右。由于丝素和丝胶在结构性能上存在很大的差异,蚕茧缫制的蚕丝纤维(生丝)制织成织物或其他蚕丝产品时,丝胶的存在会影响纺织产品的光泽、手感和质地以及后续的加工质量等。因此,在纺织行业中,必须将生丝或生丝坯布中的大部分丝胶脱去,这一过程就是蚕丝或织物的脱胶(也称为精炼),也就是实现丝素纤维与丝胶蛋白的分离。

2、丝素是一种不溶于水的纤维状蛋白,丝胶是一种可溶于热水的球状蛋白,一般的脱胶方法就是基于两者水溶性不同,利用含有酸、碱、皂、合成洗涤剂或酶的化学试剂使丝胶溶解于脱胶浴液中以去除丝胶。常规的化学试剂脱胶不仅需要消耗大量能量,并且也会排放出大量含有丝胶和化学药品的废水给环境带来巨大的压力。此外,作为生丝脱胶的副产品,丝胶具有良好的保湿能力、生物活性和药理作用。从蚕丝脱胶工艺中回收丝胶不仅可以减少水污染,而且还可为食品、医药和化妆品等行业提供有价值的原料,但现有的脱胶(精炼)工序中产生的丝胶含有大量脱胶所使用的化学助剂,一般只能作为废弃物处理,这既增加了环境负荷,也是对丝胶这一宝贵天然蛋白资源的浪费。

3、为此,丝绸行业的工作者也一直致力于开发清洁环保的脱胶工艺,并取得了一些研究进展。如近年来出现的电解水脱胶、红外加热脱胶、co2超临界流体脱胶、氢氧化钙脱胶等。然而,其中的一些脱胶方法仍然存在不经济或者直接回收丝胶较为复杂的问题。因此,还需要不断探索新型的处理工艺,以期真正实现蚕丝脱胶的绿色加工。

4、目前,已有用微波进行蚕丝脱胶的研究。微波是一种清洁高频的电磁波能源,具备高效、加热均匀和高穿透力的特点。但由于脱胶温度在100℃附近。陶瓷容器虽然比较耐热,但介电常数和介电损耗较大,且因丝胶的高粘附性,容易黏附在容器壁。而微波容器的介电常数和介电损耗较大时,影响蚕丝脱胶的效率和能耗,而丝胶的黏附进一步影响脱胶效率和效果。极性较低的高分子材料虽然有较低的介电常数和表面不容易黏附丝胶,但导热系数往往较小,由于容器位于固定的微波腔内,在连续进行微波脱胶时,容易产生局部过热而带来安全问题。影响微波蚕丝脱胶的实际应用。


技术实现思路

1、针对现有技术中的问题,本专利技术提供了一种适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料及制备方法,本专利技术以表面改性云母、超高分子量聚乙烯短切纤维为增强材料,低密度线性聚乙烯、高密度聚乙烯混合物为基体进行复合制备低介电性能复合材料。该低介电性能复合材料具备低表面能、低介电常数和低介电损耗,且导热性较好,可避免容器过热现象的产生,适用于在微波蚕丝脱胶时使用。

2、为实现以上目的,本专利技术通过以下技术方案予以实现:

3、一种适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料,所述低介电性能复合材料由表面改性云母、超高分子量聚乙烯短切纤维、聚乙烯树脂复合而成;所述聚乙烯树脂由线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯组成。

4、聚乙烯树脂因其分子中没有极性基团等独特结构而具有超低介电常数和低介电损耗。其中,高密度聚乙烯具有良好的韧性、耐化学腐蚀和良好的流动性,可以通过挤出、注塑、模压等多种成型方法加工,且使用温度比较高,而线性低密度聚乙烯树脂具有更低的介电常数,两者以一定比例混合,可以充分发挥优势。

5、但由于聚乙烯树脂导热系数低,在此基础上加入云母可以提高导热系数,减少微波加热过程中的热量累积。同时加入的超高分子量聚乙烯短切纤维一方面可使云母更好分散在树脂基体中,且能增加复合材料的力学性能。

6、优选的,所述聚乙烯树脂中,线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯的质量比为1:1~3。

7、优选的,所述表面改性云母、超高分子量聚乙烯短切纤维与聚乙烯树脂的质量比为1:0.5~1:4~10。本专利技术中,若聚乙烯树脂比例太低,影响介电常数,比例太高,影响导热性能。

8、优选的,所述表面改性云母的制备方法包括以下步骤:将云母置于异丙醇中,在50~60℃下微波-超声联合处理30~90 min,然后加入云母质量0.5%~1%的表面处理剂,在50~60℃下超声处理3~5 h,再经过滤、干燥得到表面改性云母;所述表面处理剂为十六烷基三甲基溴化铵、脂肪胺盐中的一种或多种。

9、优选的,所述云母和异丙醇的质量体积比为1 g:15~25 ml。

10、优选的,所述超高分子量聚乙烯短切纤维的长度为2.5~4.5 mm。超高分子量聚乙烯短切纤维是在制备低介电性能复合材料的过程中,由超高分子量聚乙烯长纤维经裁切形成,该短切纤维可有效分散云母、增加复合材料力学性能,且能提高复合材料的使用温度,并易于成型;若短切纤维太短力学增强效果不好,太长则会影响加工性能,成型产品的表面容易发毛。

11、优选的,所述低介电性能复合材料利用谐振腔法在频率为1m条件下测试,介电常数为2.00~2.15,介电损耗≤0.0007,导热系数为0.6~0.9 w/(m2·k)。

12、本专利技术提供了一种适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料的制备方法,包括以下步骤:

13、s1:将线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯在混炼机中混炼后,得到聚乙烯树脂;

14、s2:将聚乙烯树脂加热融化,得到树脂熔体a;将树脂熔体a和表面改性云母注入到加热容器中,搅拌后,得到含云母的树脂熔体b,将树脂熔体b注入到带有加热装置的浸渍槽中;

15、s3:将捻度为200~600t/m的超高分子量聚乙烯长纤维通过含有树脂熔体b的浸渍槽,得到表面黏附树脂熔体b的超高分子量聚乙烯长纤维,在空气中固化后,裁切成长度为2.5~4.5 mm的短料,得到短切纤维预浸料;

16、s4:将短切纤维预浸料进行成型处理,得到所述低介电性能复合材料。

17、在步骤s3中,采用捻度为200~600t/m的超高分子量聚乙烯长纤维,主要是由于超高分子聚乙烯纤维的表面能低,进行加捻是为了增加表面的粗糙度,便于含云母的树脂熔体附着。若捻度太低,单位长度的线圈数量少,影响黏附效果,捻度过高,裁切时,纤维容易因为解捻而产生过大的离心力,从而使黏附的树脂脱落。

18、优选的,步骤s3中,将超高分子量聚乙烯长纤维以0.5~15 m/min的速度通过含有树脂熔体的浸渍槽。

19、优选的,步骤s4中,利用双螺杆挤出工艺或热压工艺将短切纤维预浸料进行成型处理。

20、本专利技术的有益效果是:

21、1、 本专利技术制备得到的低介电性能复合材料制品,适用于蚕丝微波脱胶的容器。其一方面可以基于低密度线性聚乙烯、高密度聚乙烯混合物的低介电常数和低介电损耗,减少蚕丝微波脱胶过程中的能量损耗,且聚乙烯的低表面能,可以减少丝胶的黏附。另一方面在基体中引入表本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料,其特征在于,所述低介电性能复合材料由表面改性云母、超高分子量聚乙烯短切纤维、聚乙烯树脂复合而成;所述聚乙烯树脂由线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯组成。

2.如权利要求1所述的适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料,其特征在于,所述聚乙烯树脂中,线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯的质量比为1:1~3;所述表面改性云母、超高分子量聚乙烯短切纤维与聚乙烯树脂的质量比为1:0.5~1:4~10。

3.如权利要求1所述的适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料,其特征在于,所述表面改性云母的制备方法包括以下步骤:

4.如权利要求3所述的适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料,其特征在于,所述云母和异丙醇的质量体积比为1g:15~25 mL。

5.如权利要求1所述的适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料,其特征在于,所述超高分子量聚乙烯短切纤维的长度为2.5~4.5mm。

6.如权利要求1所述的适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料,其特征在于,所述低介电性能复合材料利用谐振腔法在频率为1M条件下测试,介电常数为2.00~2.15,介电损耗≤0.0007,导热系数为0.6~0.9 W/(m2 ·k)。

7.一种如权利要求1~6中任一项所述的适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤S3中,将超高分子量聚乙烯长纤维以0.5~15 m/min的速度通过含有树脂熔体的浸渍槽。

9.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤S4中,利用双螺杆挤出工艺或热压工艺将短切纤维预浸料进行成型处理。

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【技术特征摘要】

1.一种适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料,其特征在于,所述低介电性能复合材料由表面改性云母、超高分子量聚乙烯短切纤维、聚乙烯树脂复合而成;所述聚乙烯树脂由线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯组成。

2.如权利要求1所述的适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料,其特征在于,所述聚乙烯树脂中,线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯的质量比为1:1~3;所述表面改性云母、超高分子量聚乙烯短切纤维与聚乙烯树脂的质量比为1:0.5~1:4~10。

3.如权利要求1所述的适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料,其特征在于,所述表面改性云母的制备方法包括以下步骤:

4.如权利要求3所述的适用于微波蚕丝脱胶的低介电性能复合材料,其特征在于,所述云母和异丙醇的质量体积比为1g:15~25 ml。

5.如权利要求1所述的适用于...

【专利技术属性】
技术研发人员:傅雅琴彭琨杨新燕
申请(专利权)人:浙江理工大学
类型:发明
国别省市:

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