一种具有负泊松比特性材料的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有负泊松特性材料的制备方法，称80?100份粉体聚四氟乙烯、5?40份超高分子量聚乙烯和5?20份填料干燥除水；进行混合，加10?20份加工助剂，混合均匀，得粘稠状混合物；加入挤出机，挤出成型棒状物；在双辊压延机中制成1.50mm厚的片材；在100℃、200℃的环境中分别烘12h，除去残留的助剂；挤出的产物引入高温牵引装置中，在150℃环境中拉伸和热定型，拉伸倍数10?30；从高温牵引装置中牵引出来，降温到常温，即可得具有负泊松比特性材料。采用本发明制备的材料为弹性体材料，该弹性体材料具有负泊松比特性，且质软，邵氏硬度为40A～75A，硬度适中，适宜在工业上、工程上应用。
【专利说明】
一种具有负泊松比特性材料的制备方法
技术领域
[0001]本发明属于减振降噪材料领域，具体涉及一种具有负泊松比特性材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]负泊松比材料具有十分奇特而优异的性能。在受拉力作用时垂直于拉伸方向的横截面发生体积膨胀，而受压力作用时该方向发生体积收缩，负泊松比材料在受弯曲力作用后材料中部上凸出现支撑外力的明显界面。同时负泊松比材料具有良好的应力分散效应，呈现极低的体积模量和极高的剪切模量。
[0003]负泊松比材料具有良好的应用前景，可以被利用在交通道路设施和日用品上，如用负泊松比材料制作的防护栏在受汽车冲撞时材料可以向外膨胀，降低事故发生率。用负泊松比材料制作的瓶塞可以轻松地抽拔，但却具有良好的密封性能。负泊松比材料制作的床垫可以均匀的分布人体压力，避免人体骨骼发生形变。此外负泊松比材料还大量地用在军工领域制作消音器、防弹衣等。
[0004]传统的天然负泊松比材料存在品种受限，加工困难，难于工业化等缺陷，因此尝试用改性、合成的方法制作负泊松比材料。目前已经人工合成的负泊松比材料有聚氨酯，聚丙烯，聚乙烯材料，但是这些负泊松比特性的材料脆性大，无法在工业上应用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种服用方便，效率高、成本低的具有负泊泊松特性材料的制备方法。
[0006]本发明目的的实施方式为，一种具有负泊松比特性材料的制备方法，具体步骤如下:
[0007]I)按照组成重量比称80-100份粉体聚四氟乙烯、5-40份超高分子量聚乙烯、5-20份填料;然后将粉体聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和填料在35°C的环境中放置24± Ih干燥除水；
[0008]所述填料为高岭土、娃藻土、蒙脱土中的一种或数种；
[0009]2)将经步骤I)干燥的粉体聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和填料进行混合，然后加入10-20份加工助剂，混合均匀，得到粘稠状混合物；
[0010]所述加工助剂为汽油或二甲苯；
[0011]3)将步骤2)所得粘稠状混合物加入柱塞挤出机，挤出成型的棒状产物；，然后在双辊压延机中制成1.50_厚度的片材;在100°C下烘12h，200°C的环境中烘12h;
[0012]4)将经步骤3)挤出、烘过的产物引入高温牵引装置中，在150°C的环境中实行拉伸和热定型，拉伸倍数为10-30;
[0013]5)待经步骤4)拉伸处理的材料从高温牵引装置中牵引出来，慢慢降温到常温，SP可得到具有负泊松比特性材料。
[0014]采用本发明制备的材料为弹性体材料，该弹性体材料具有负泊松比特性，且质软，邵氏硬度为40A?75A，硬度适中，适宜在工业上、工程上应用。
【具体实施方式】
[0015]本发明称80-100份粉体聚四氟乙烯、5-40份超高分子量聚乙烯和5-20份填料干燥除水;进行混合，加10-20份加工助剂，混合均匀，得粘稠状混合物;加入挤出机，挤出成型棒状物;在双辊压延机中制成1.50_厚的片材;在100°C、200°C的环境中分别烘12h，除去残留的助剂;挤出的产物引入高温牵引装置中，在150°C环境中实行拉伸和热定型，拉伸倍数10-30;从高温牵引装置中牵引出来，慢慢降温到常温，即可得到具有负泊松比特性材料。
[0016]超高分子量聚乙烯的分子量为200万-400万。
[0017]下面用具体实施例详述本发明。
[0018]实施例1
[0019]I)按照组成重量比称80份粉体聚四氟乙烯、5份超高分子量聚乙烯、20份高岭土；然后将粉体聚四氟乙烯、羰基铁粉和填料在35°C的环境中放置24±lh干燥除水；
[0020]2)将经步骤I)干燥的粉体聚四氟乙烯、羰基铁粉和高岭土进行混合，然后加入20份汽油，混合均匀，得到粘稠状混合物；
[0021]3)将步骤2)所得粘稠状混合物加入柱塞挤出机，挤出成型的棒状产物；，然后在双辊压延机中制成1.50mm厚度的片材;在100°C下烘12h，200°C的环境中烘12h，以除去残留的助剂；
[0022]4)将经步骤3)挤出的产物引入高温牵引装置中，在150°C的环境中实行拉伸和热定型，拉伸倍数为20。
[0023]5)待经步骤4)拉伸处理的材料从高温牵引装置中牵引出来，慢慢降温到常温，SP可得到具有负泊松比特性的弹性体材料。
[0024]其负泊松比为-10，邵氏硬度为50A。
[0025]实施例2、同实施例1，不同的是，
[0026]I)按重量份数称80份粉体聚四氟乙烯、5份超高分子量聚乙烯、20份高岭土；
[0027]2)将经步骤I)干燥的粉体聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和高岭土进行混合，然后加入20份汽油，混合均匀，得到粘稠状混合物；
[0028]4)将经步骤3)挤出的产物引入高温牵引装置中，在150°C的环境中实行拉伸和热定型，拉伸倍数为30。
[0029]5)待经步骤4)拉伸处理的材料从高温装置中牵引出来，慢慢降温到常温，即可得到具有负泊松比的特性的磁流变材料。其负泊松比为-6.38，邵氏硬度为40A。
[0030]实施例3、同实施例1，不同的是，
[0031]I)按重量份数称称80份粉体聚四氟乙烯、40份超高分子量聚乙烯、20份高岭土；
[0032]2)将经步骤I)干燥的粉体聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和高岭土进行混合，然后加入20份汽油，混合均匀，得到粘稠状混合物；
[0033]4)将经步骤3)挤出、烘过的产物引入高温牵引装置中，在150°C的环境中实行拉伸和热定型，拉伸倍数为1。
[0034]5)待经步骤4)拉伸处理的材料从高温装置中牵引出来，慢慢降温到常温，即可得到具有负泊松比特性的弹性体材料。其负泊松比为-1.57，邵氏硬度为75A。
[0035]实施例4、同实施例1，不同的是，
[0036]I)按重量份数称称80份粉体聚四氟乙烯、5份超高分子量聚乙烯、10份高岭土、10份蒙脱石；
[0037]2)将经步骤I)干燥的粉体聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和高岭土、蒙脱石进行混合，然后加入20份汽油，混合均匀，得到粘稠状混合物；
[0038]4)将经步骤3)挤出、烘过的产物引入高温牵引装置中，在150°C的环境中实行拉伸和热定型，拉伸倍数为1。
[0039]5)待经步骤4)拉伸处理的材料从高温装置中牵引出来，慢慢降温到常温，即可得到具有负泊松比特性的弹性体材料。其负泊松比为-4.5，邵氏硬度为60A。
[0040]实施例5、同实施例1，不同的是，
[0041]I)按重量份数称称80份粉体聚四氟乙烯、5份超高分子量聚乙烯、20份高岭土；
[0042]2)将经步骤I)干燥的粉体聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和高岭土进行混合，然后加入20份二甲苯，混合均匀，得到粘稠状混合物；
[0043]4)将经步骤3)挤出、烘过的产物引入高温牵引装置中，在150°C的环境中实行拉伸和热定型，拉伸倍数为1。
[0044]5)待经步骤4)拉伸处理的材料从高温装置中牵引出来，慢慢降温到常温，即可得到具有负泊松比特性的弹性体材料。其负泊松比为-9.8，邵氏硬度为62A。
[0045]实施例6、同实施例1，不同的是，
[0046]I)按重量份数称90份粉体聚四氟乙烯、15份超高分子量聚乙烯、5份硅藻土、5份蒙脱土；
[0047]2)将经步骤I)干燥的粉体聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和硅藻土、蒙脱石进行混合，然后加入10份汽油，混合均匀，得到粘稠状混合物；
[0048]4)将经步骤3)挤出、烘过的产物引入高温牵引装置中，在150°C的环境中实行拉伸和热定型，拉伸倍数为1。
[0049]5)待经步骤4)拉伸处理的材料从高温装置中牵引出来，慢慢降温到常温，即可得到具有负泊松比特性的弹性体材料，其负泊松比为-5.9，邵氏硬度为70A。
[0050]实施例7、同实施例1，不同的是，
[0051]I)按重量份数100份粉体聚四氟乙烯、25份超高分子量聚乙烯、15份硅藻土；
[0052]2)将经步骤I)干燥的粉体聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和硅藻土进行混合，然后加入15份二甲苯，混合均匀，得到粘稠状混合物；
[0053]4)将经步骤3)挤出、烘过的产物引入高温牵引装置中，在150°C的环境中实行拉伸和热定型，拉伸倍数为20。
[0054]5)待经步骤4)拉伸处理的材料从高温装置中牵引出来，慢慢降温到常温，即可得到具有负泊松比特性的弹性体材料，其负泊松比为-8.1，邵氏硬度为75A。
【主权项】
1.一种具有负泊松比特性材料的制备方法，其特征在于:具体步骤如下: 1)按照组成重量比称80-100份粉体聚四氟乙烯、5-40份超高分子量聚乙烯、5-20份填料;然后将粉体聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和填料在35°C的环境中放置24± Ih干燥除水； 所述填料为高岭土、硅藻土、蒙脱土中的一种或数种； 2)将经步骤I)干燥的粉体聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和填料进行混合，然后加入10-20份加工助剂，混合均匀，得到粘稠状混合物； 所述加工助剂为汽油或二甲苯； 3)将步骤2)所得粘稠状混合物加入柱塞挤出机，挤出成型的棒状产物；，然后在双辊压延机中制成1.50111111厚度的片材;在100°(:下烘1211，200°(:的环境中烘1211; 4)将经步骤3)挤出、烘过的产物引入高温牵引装置中，在150°C的环境中实行拉伸和热定型，拉伸倍数为10-30; 5)待经步骤4)拉伸处理的材料从高温牵引装置中牵引出来，慢慢降温到常温，即可得到具有负泊松比特性材料。2.根据权利要求1所述的一种具有负泊松比特性材料的制备方法，其特征在于:超高分子量聚乙稀的分子量为200万一 400万。
【文档编号】C08L23/06GK105860379SQ201610131434
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月8日
【发明人】何琳, 杨雪, 帅长庚, 吕志强
【申请人】中国人民解放军海军工程大学