一種二醋酸纖維素復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及二醋酸纖維素復合材料領域，尤其涉及二醋酸纖維素材料性能改善及其制備方法。
【背景技術】
[0002]二醋酸纖維素分子鏈上含有大量羥基、乙酰基等極性基團，分子鏈呈剛性，分子間相互作用力較大，分子鏈鏈段的活動性較差，這賦予了二醋酸纖維素材料較大的強度和硬度，但也使得二醋酸纖維素制品韌性特別差，純二醋酸纖維素制品的斷裂伸長率不足5%。目前，對于二醋酸纖維素的增韌方法主要是通過添加增塑劑來改善材料的韌性。直接添加的小分子增塑劑與CA混合，通過分子間力與被增塑的醋酸纖維素作用，從而提高分子鏈段的活動性，使其分子鏈間相互纏繞，在拉伸過程中產生一定的滑移空間，來提高二醋酸纖維素材料的韌性。隨著二醋酸纖維素材料中增塑劑添加量的增多，材料的韌性得到顯著提高，但其硬度和強度卻下降得特別明顯，其綜合性能提升并不理想。
[0003]聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)(ABS)樹脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。將PB、PAN、PS的各種性能有機地統一起來，兼具韌、硬、剛相均衡的優良力學性能。
[0004]本發明涉及一種新型的二醋酸纖維素復合材料的制備，該方法在添加一定量增塑劑的基礎上，通過與ABS進行共混的方法來提升二醋酸纖維素制品的性能。本發明克服了單純添加增塑劑對降低材料硬度和強度的影響。通過沖擊測試，拉力測試，SEM等測試表明該方法效果明顯，在二醋酸纖維素加工領域有很好的應用前景。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明的目的在于通過與聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)(ABS)的共混來改善二醋酸纖維素材料的綜合性能，并能有效應用于工業化生產中。
[0006]基于上述目的，本發明制備的二醋酸纖維素材料，由以下原料按照各自重量份配比組成:二醋酸纖維素100份，ABS 5?100份，增塑劑20?100份。
[0007]優選地，所述的二醋酸纖維素是取代度在2.2?2.7之間。
[0008]優選地，所述的ABS中B組分(丁二烯)含量為5?30 %，AS組分含量為70?95%。
[0009]為解決上述技術問題，本發明提出了如下技術方案，其包括如下步驟:步驟一:按既定用量稱取各原料，即二醋酸纖維素100質量份、ABS5?100質量份、增塑劑20?100質量份；步驟二:將稱取的二醋酸纖維素、ABS、增塑劑置于高速混合機中混合lOmin ;步驟三:步驟二中混合后的物料于雙螺桿中擠出造粒。
[0010]由此可見，本發明提供的二醋酸纖維素復合材料及其制備方法具有以下優點:(1)所述二醋酸纖維素復合材料在提高韌性的同時，可以保持較高的強度，綜合力學性能優于單純地添加傳統添加增塑劑的方案，另外添加一定量的ABS還可以降低原料成本；(2)本發明所提供的二醋酸纖維素復合材料，既可通過吹塑成型或者溶液流延澆鑄的方式二醋酸纖維素復合薄膜類制品，也可以通過熔融加工的方式生產二醋酸纖維素復合塑料制品；(3)本發明提供的二醋酸纖維素材料的制備方法工藝簡單、生產周期短、可在現有高分子材料加工設備上實施，易于實現產業化生產，可用于生產眼鏡框架、兒童玩具、乒乓球、薄膜、3D打印耗材、汽車和家電用材等塑料制品。此外，微量或者少量的功能性助劑，例如抗氧劑、著色劑、熱穩定劑等不會影響該二醋酸纖維素塑料的基本性能。
【具體實施方式】
[0011]下面結合實施例對本發明作進一步描述。
[0012]本發明的實施方式較為簡單，只要按上述說明書所述的配方及其制備方法的步驟進行逐步操作，便能較好地實施本發明。下面列舉四個實施例，其制備方法完全按上述說明書操作。本發明尚有多種具體的實施方式，凡采用等同替換或者等效變換而形成的所有技術方案，均落在本發明要求保護的范圍之內。
[0013]實施例1
[0014]稱取二醋酸纖維素100g、ABS 25g、檸檬酸三正丁酯25g在高速混合機中共混lOmin。將混合后的樣品在雙螺桿擠出機中擠出造粒。所得粒子通過吹塑機進行吹膜，測得該二醋酸纖維素復合膜的拉伸強度為43MPa，斷裂伸長率為26%。
[0015]實施例2
[0016]稱取二醋酸纖維素100g、ABS 20g、三乙酸甘油酯30g在高速混合機中共混lOmin。將混合后的樣品在雙螺桿擠出機中擠出造粒。所得粒子進行注塑成型，測得該二醋酸纖維素復合材料的拉伸強度為40MPa，斷裂伸長率為42%。
[0017]實施例3
[0018]稱取二醋酸纖維素100g、ABS 60g、鄰苯二甲酸二乙酯15g在高速混合機中共混lOmin。然后將混合后的樣品在雙螺桿擠出機中擠出造粒。采用溶液流延澆鑄的方式制成薄膜，測得該二醋酸纖維素薄膜的拉伸強度為55MPa，斷裂伸長率為77%。
[0019]實施例4
[0020]稱取二醋酸纖維素100g、ABS 30g、己二酸二辛酯18g在高速混合機中共混lOmin。然后將混合后的樣品在雙螺桿擠出機中擠出造粒。所得粒子采用平板硫化機將其壓制成片材。測得該二醋酸纖維素塑料片材的拉伸強度為57MPa，斷裂伸長率為52%。
【主權項】
1.一種二醋酸纖維素復合材料，其特征在于，包括如下質量百分比的各組份: 二醋酸纖維素100份 聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)(ABS) 5?100份 增塑劑20?100份。2.根據權利要求1所述的二醋酸纖維素復合材料，其特征在于，所述的二醋酸纖維素取代度在2.2?2.7。3.根據權利要求1所述的二醋酸纖維素復合材料，其特征在于，所述的聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)(ABS)中B組分(丁二烯)含量為5?30%，AS組分含量為70?95%。4.根據權利要求1所述的二醋酸纖維素復合材料，其特征在于，所述的增塑劑包括鄰苯二甲酸酯類、脂肪酸酯類、檸檬酸酯類、乙酸甘油酯類、磷酸酯類、環氧酯類、苯多酸酯類、酰胺類等增塑劑中的至少一種。5.根據權利要求1?3所述的增韌改性二醋酸纖維素塑料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:步驟一:按既定用量稱取各原料，即二醋酸纖維素100質量份、ABS5?100質量份、增塑劑20?100份；步驟二:將稱取的二醋酸纖維素、ABS、增塑劑置于高速混合機中混合lOmin ;步驟三:步驟二中混合后的物料于雙螺桿擠出機里擠出造粒。
【專利摘要】本發明公開了一種二醋酸纖維素復合材料及其制備方法，其制備方法即通過雙螺桿擠出機進行擠出造粒，配方包括如下質量份含量的各組份：二醋酸纖維素100份、聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)(ABS)5～100份、增塑劑20～100。本發明二醋酸纖維素復合材料，在保證一定強度和硬度的前提下，韌性得到顯著改善，既可通過吹塑成型或者溶液流延澆鑄的方式二醋酸纖維素復合薄膜類制品，也可以通過熔融加工的方式生產二醋酸纖維素復合塑料制品。其制備方法簡單、易實現產業化，可以廣泛用于眼鏡框架、兒童玩具、薄膜、3D打印耗材、乒乓球、汽車和家電耗材等日用塑料制品。
【IPC分類】C08J5/18, C08L1/12, C08K5/11, C08K5/103, C08L55/02, B29C55/28, C08K5/12
【公開號】CN105273239
【申請號】CN201510770798
【發明人】陳明清, 葉明 , 倪忠斌, 陳波, 孫永慶
【申請人】江南大學
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月12日