专利名称：纤维增强发泡聚合物材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纤维增强发泡聚合物材料及其制备方法。
背景技术：
发泡聚合物是一种以高分子材料为基体的内部均匀分散大量微小气孔的性能优异的聚合物/气体复合材料，其具有质轻、隔热、隔音、比强度高、吸收冲击载荷等优点，在工农业、交通运输业、军事工业、航天工业及日用品领域有着广泛应用，主要的发泡聚合物有发泡PP、发泡PS、发泡PE、发泡PUR、发泡聚合物材料等。发泡聚合物虽然具有许多特殊性能，但与密实聚合物相比其相对强度和模量有所下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种纤维增强的发泡聚合物及其制备方法。
本发明的目的是通过如下方式实现的一种纤维增强发泡聚合物材料，包括下列组分聚合物单体80～99％(重量)纤维 1～20％(重量)。
纤维增强发泡聚合物材料的制备方法将纤维和偶氮类引发剂加入聚合物单体中进行本体聚合。
取纤维和偶氮类引发剂加入到聚合物单体中，先用磁力搅拌器搅拌，再用超声波分散，同时水浴加热至40～70℃聚合，在此温度下聚合2～6小时，得到粘稠的液体，然后将此粘稠液体转入模板中，升高到60～120℃聚合，得到纤维增强发泡聚合物材料。
对纤维进行表面处理将纤维置于甲苯中，超声波分散后加入硅烷偶联剂，回流反应后提纯备用。
对聚合物单体进行预处理取聚合物单体用NaOH溶液洗涤，充分摇动待完全分层后分离NaOH溶液层，再用蒸馏水洗涤，分离蒸馏水后加入无水硫酸钠干燥。
聚合物单体是甲基丙烯酸甲酯。
偶氮类引发剂包括偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈。
纤维包括玻璃纤维、碳纤维、木纤维。
本发明具有如下的有益效果1、工艺流程简单，反应时间短，成本低；2、玻璃纤维经硅烷偶联剂进行预处理，再用超声波在聚合物基体中进行分散，两者界面结合牢固；3、在一定范围内控制引发剂的用量即可调节复合材料的孔隙率；4、复合材料具有优良的力学性能，可作为工程建筑材料；5复合材料具有吸声性能，可作为吸声材料。
图1是本发明的纤维增强发泡聚合物材料的红外谱图；具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明；实施例11、甲基丙烯酸甲酯单体的预处理。量取甲基丙烯酸甲酯300ml，用100ml5％的NaOH溶液洗涤，充分摇动待完全分层后分离NaOH溶液层，重复操作三次，除去甲基丙烯酸甲酯中的阻聚剂对苯醌。再用蒸馏水洗涤三次，每次用量100ml。分离蒸馏水后加入20g无水硫酸钠干燥，备用。
2、称取玻璃纤维置于甲苯中，采用硅超声波分散后加入烷偶联剂，回流反应1小时后提纯备用。
3、准确称取玻璃纤维0.91g和偶氮二异丁腈0.25g加入到22.5g甲基丙烯酸甲酯单体中，先用磁力搅拌器搅拌5分钟，再用超声波分散，同时水浴加热至40～50℃，在此温度下聚合3小时，得到粘稠的液体。然后将此粘稠液体转入模板中，升高温度至60～65℃聚合，得到玻璃纤维增强发泡聚合物材料材料。
4、对玻璃纤维增强发泡聚合物材料材料的孔隙率和吸声性能等进行了测定。
实施例21、丙烯酸甲酯单体的预处理。量取甲基丙烯酸甲酯300ml，用100ml 5％的NaOH溶液洗涤，充分摇动待完全分层后分离NaOH溶液层，重复操作三次，除去甲基丙烯酸甲酯中的阻聚剂对苯醌。再用蒸馏水洗涤三次，每次用量100ml。分离蒸馏水后加入20g无水硫酸钠干燥，备用。
2、木纤维采用硅烷偶联剂进行预处理，备用。
3、准确称取木纤维1.37g和偶氮二异丁腈0.25g加入到22.5g甲基丙烯酸甲酯单体中，先用磁力搅拌器搅拌5分钟，再用超声波分散，同时水浴加热至50～70℃，在此温度下聚合2小时，得到粘稠的液体。然后将此粘稠液体转入模板中，升高温度至65～70℃聚合，得到木纤维增强发泡聚合物材料材料。
4、对木纤维增强发泡聚合物材料材料的孔隙率和吸声性能等进行了测定。
实施例31、烯酸甲酯单体的预处理。量取甲基丙烯酸甲酯300ml，用100ml 5％的NaOH溶液洗涤，充分摇动待完全分层后分离NaOH溶液层，重复操作三次，除去甲基丙烯酸甲酯中的阻聚剂对苯醌。再用蒸馏水洗涤三次，每次用量100ml。分离蒸馏水后加入20g无水硫酸钠干燥，备用。
2、碳纤维采用硅烷偶联剂进行预处理，备用。
3、准确称取碳纤维0.91g和偶氮二异丁腈0.25g加入到22.5g甲基丙烯酸甲酯单体中，先用磁力搅拌器搅拌5分钟，再用超声波分散，同时水浴加热至40～60℃，在此温度下聚合4小时，得到粘稠的液体。然后将此粘稠液体转入模板中，升高温度至75～80℃聚合，得到碳纤维增强发泡聚合物材料材料。
4、对碳纤维增强发泡聚合物材料材料的孔隙率和吸声性能等进行了测定。
对实施例1-3的纤维增强发泡聚合物材料材料的孔隙率，密度，吸声性能和红外图谱等进行了测定，结果如图表所示。
纤维增强发泡聚合物材料的红外谱图如图1所示。
权利要求
1.一种纤维增强发泡聚合物材料，包括下列组分聚合物单体 80～99％(重量)纤维 1～20％(重量)。
2.根据权利要求1所述的纤维增强发泡聚合物材料的制备方法其特征在于将纤维和偶氮类引发剂加入聚合物单体中进行本体聚合。
3.根据权利要求2所述的纤维增强发泡聚合物材料的制备方法其特征在于取纤维和偶氮类引发剂加入到聚合物单体中，先用磁力搅拌器搅拌，再用超声波分散，同时水浴加热至40～70℃聚合，在此温度下聚合2～6小时，得到粘稠的液体，然后将此粘稠液体转入模板中，升高到60～120℃聚合，得到纤维增强发泡聚合物材料。
4.根据权利要求2或3所述的纤维增强发泡聚合物材料的制备方法其特征在于对纤维进行表面处理将纤维置于甲苯中，超声波分散后加入硅烷偶联剂，回流反应后提纯备用。
5.根据权利要求2或3所述的纤维增强发泡聚合物材料的制备方法其特征在于对聚合物单体进行预处理取聚合物单体用NaOH溶液洗涤，充分摇动待完全分层后分离NaOH溶液层，再用蒸馏水洗涤，分离蒸馏水后加入无水硫酸钠干燥。
6.根据权利要求2或3所述的纤维增强发泡聚合物材料的制备方法其特征在于聚合物单体是甲基丙烯酸甲酯。
7.根据权利要求2或3所述的纤维增强发泡聚合物材料的制备方法其特征在于偶氮类引发剂包括偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈。
8.根据权利要求2或3所述的纤维增强发泡聚合物材料的制备方法其特征在于纤维包括玻璃纤维、碳纤维、木纤维。
全文摘要
本发明公开了一种纤维增强发泡聚合物材料及其制备方法，采用在聚合物基体中直接加入经表面处理的纤维和偶氮类引发剂，利用超声波进行分散，最后水浴加热聚合。此类纤维增强发泡聚合物材料具有良好的吸声性能和力学性能。
文档编号C08K7/14GK1944500SQ200610032370
公开日2007年4月11日 申请日期2006年9月28日 优先权日2006年9月28日
发明者张平, 丁燕怀, 姜勇, 许福, 屈叶青 申请人:湘潭大学