一种竹纤维增强生物基尼龙复合材料及其制备方法

本发明涉及的是竹塑复合材料，具体涉及的是一种竹纤维增强生物基尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、竹塑复合材料兼具竹材与塑料的优势，是应用广泛的绿色环保材料。竹粉作为天然植物纤维，表面富含羟基，具有强亲水性；而聚酰胺、热塑性塑料则具有疏水性，二者极性差异较大，直接复合时界面结合力弱，易形成“缺陷界面”，在外力作用下易发生应力集中，导致材料脆性断裂、冲击韧性差，严重影响竹塑复合材料的使用寿命和使用安全性。

2、目前常规的相容剂、纤维增强或不可逆交联改性方法，存在界面相容性差，导致韧性无法提高。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于如何解决界面相容性差，进而提高竹塑复合材料的韧性。

2、本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

3、本发明第一方面提供了一种竹纤维增强生物基尼龙复合材料的制备方法，将生物基尼龙b1000、氧化竹粉、氨基封端聚酰胺和助剂按照质量比为61:20:6:13混合，经密炼复合形成所述的竹纤维增强生物基尼龙复合材料；其中氧化竹粉含有醛基，氨基封端聚酰胺的结构式如下：

4、，5≤y≤15。

5、有益效果：本发明将氨基封端聚酰胺引入竹塑复合材料中，使得复合材料呈现出显著的界面增强效应；同时，氧化竹粉中的醛基与氨基封端聚酰胺的氨基形成共价键，配合密炼强剪切作用实现填料均匀分散，使得复合材料表现出优异的韧性与力学性能。本发明的复合材料制备工艺简单、绿色环保，在结构件、轻量化材料、耐磨部件等领域具有广阔应用前景。

6、优选的，密炼的温度为190~200℃，时间为8~10min。

7、优选的，氨基封端聚酰胺按照以下方法制得：将二元酸和己二胺在催化剂、氮气气氛下经阶梯升温熔融缩聚得到；其中二元酸的结构式：

8、。

9、优选的，二元酸、己二胺和催化剂的摩尔比为50:100:1.5；催化剂为次亚磷酸。

10、优选的，阶梯升温具体如下：在100℃反应1h，升温至140℃反应1.5h，升温至160℃反应1.5h，升温至190℃反应3h，然后抽真空至0.09mpa继续反应2.5h。

11、优选的，氧化竹粉按照以下方法制得：将竹粉分散于水中避光条件下加入高碘酸钠进行氧化反应得到。

12、优选的，竹粉与高碘酸钠的质量比为1:1。

13、优选的，氧化的温度为45~50℃，时间为10~12h。

14、优选的，助剂为抗氧化剂1010与抗氧化剂168按照质量比1:1混合得到的。

15、本发明第二方面提供了上述竹纤维增强生物基尼龙复合材料的制备方法制得竹纤维增强生物基尼龙复合材料。

16、有益效果：本发明的氨基封端聚酰胺在高温剪切作用下，氧化竹粉表面的醛基与氨基封端聚酰胺的氨基发生缩合反应，原位生成动态亚胺键（席夫碱网络），氨基封端聚酰胺的柔性链段穿插在生物基尼龙b1000基体中起到增韧作用，最终得到高强韧复合材料。其复合材料的拉伸强度为32.4mpa，断裂伸长率为39.9％，韧性为10.23kj/m3。

1.一种竹纤维增强生物基尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，将生物基尼龙b1000、氧化竹粉、氨基封端聚酰胺和助剂按照质量比为61:20:6:13混合，经密炼复合形成所述的竹纤维增强生物基尼龙复合材料；其中氧化竹粉含有醛基，氨基封端聚酰胺的结构式如下：

2.根据权利要求1所述的竹纤维增强生物基尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，密炼的温度为190~200℃，时间为8~10min。

3.根据权利要求1所述的竹纤维增强生物基尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，氨基封端聚酰胺按照以下方法制得：

4.根据权利要求3所述的竹纤维增强生物基尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，二元酸、己二胺和催化剂的摩尔比为50:100:1.5；催化剂为次亚磷酸。

5.根据权利要求3所述的竹纤维增强生物基尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，阶梯升温具体如下：在100℃反应1h，升温至140℃反应1.5h，升温至160℃反应1.5h，升温至190℃反应3h，然后抽真空至0.09mpa继续反应2.5h。

6.根据权利要求1所述的竹纤维增强生物基尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，氧化竹粉按照以下方法制得：

7.根据权利要求6所述的竹纤维增强生物基尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，竹粉与高碘酸钠的质量比为1:1。

8.根据权利要求6所述的竹纤维增强生物基尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，氧化的温度为45~50℃，时间为10~12h。

9.根据权利要求1所述的竹纤维增强生物基尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，助剂为抗氧化剂1010与抗氧化剂168按照质量比1:1混合得到的。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的竹纤维增强生物基尼龙复合材料的制备方法制得竹纤维增强生物基尼龙复合材料。