本发明属于塑料材料技术领域，具体涉及一种具有良好弯曲强度的hdpe材料制备方法。
背景技术：
高密度聚乙烯(hdpe)为白色粉末或颗粒状产品．无毒，无味，结晶度为80%～90%，软化点为125～l35℃，使用温度可达100℃；硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性较好；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀。
然而高密度聚乙烯材料弯曲强度较差，使得高密度聚乙烯材料产品的耐应力开裂性能较差，应用范围受到限制。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种具有良好弯曲强度的hdpe材料制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种具有良好弯曲强度的hdpe材料制备方法，包括以下步骤：
（1）碳化硅晶须改性：将碳化硅晶须放入玻璃器皿中，然后向玻璃器皿中添加1,4-二氯丁烷，将玻璃器皿密封，加热至70-73℃，保温1小时，然后再将密封的玻璃器皿放置于60co辐照源下进行γ射线辐照处理，辐照处理后，再将玻璃器皿温度调节至55-58℃，继续保温30min，然后过滤取出处理后的碳化硅晶须，采用乙醇对处理后的碳化硅晶须进行浸泡清洗10-15min，再将处理后的碳化硅晶须置于三氟甲磺酸酐溶液中活化处理2小时，然后进行过滤，采用去离子水清洗，烘干至恒重，即得改性碳化硅晶须；
（2）亚麻纤维改性：按重量份将亚麻纤维20-25分别添加到反应釜中，然后再添加重量份为200份的乙醇，搅拌均匀后，再添加25份的去离子水，加热至60-62℃，保温30-35min，向反应釜内通入二氧化碳，排除反应釜内空气，密封，再以1500r/min转速搅拌，温度为122-125℃，时间为78-80min，完成后，再进行泄压，过滤取出亚麻纤维，采用去离子水清洗，真空干燥至恒重，得到改性亚麻纤维；
（3）hdpe材料制备：按重量份计将hdpe80-90份、柠檬酸三丁酯15-18份、改性亚麻纤维20-24份、改性碳化硅晶须5-6，均匀添加到高速混合机中，进行高速混合，然后再添加到双螺杆挤出机中进行挤塑成型，即得，所述改性亚麻纤维与改性碳化硅晶须重量份比为4:1。
进一步的，步骤（1）所述碳化硅晶须在玻璃器皿中完全浸没在1,4-二氯丁烷中。
进一步的，步骤（1）所述γ射线辐照处理时间为12min，辐照剂量为550kgy。
进一步的，步骤（1）所述三氟甲磺酸酐溶液浓度为0.38mol/l。
进一步的，步骤（1）所述三氟甲磺酸酐溶液活化处理温度为60℃。
进一步的，步骤（2）所述反应釜内二氧化碳的压力为1.2-1.4mpa。
进一步的，步骤（3）所述高速混合机转速为2500r/min。
进一步的，步骤（3）所述双螺杆挤出机温度控制参数为，供料段172℃，压缩段185℃，机头温度198℃，口模温度192℃。
有益效果：本发明制备的hdpe材料具有优异的弯曲强度，通过添加改性亚麻纤维与改性碳化硅晶须，能够大幅度的提高hdpe材料的弯曲强度，经过试验可以看出，改性亚麻纤维与改性碳化硅晶须比例不同，对hdpe材料弯曲强度的影响较为明显，在改性亚麻纤维与改性碳化硅晶须比例为4:1时，hdpe材料的弯曲强度能够达到最佳，在改性亚麻纤维与改性碳化硅晶须比例为5:1时，hdpe材料的弯曲强度开始减小，改性亚麻纤维添加量过多时，还会一定程度上提高hdpe材料的吸水性，hdpe材料在受到横向下压的力时，通过hdpe材料中改性亚麻纤维与改性碳化硅晶须的协同作用，能够将所受力传导分散开，改性亚麻纤维与改性碳化硅晶须起到了协同增强作用，但是，改性亚麻纤维含量过高时，会导致改性亚麻纤维与hdpe界面结合性能降低，改性亚麻纤维易发生团聚，hdpe材料的连续性遭到一定的破坏，所受到的压力无法分散开，也未被传导给改性亚麻纤维与改性碳化硅晶须承担，在应力集中点更易于发生破裂，hddpe弯曲强度下降。
具体实施方式
实施例1
一种具有良好弯曲强度的hdpe材料制备方法，包括以下步骤：
（1）碳化硅晶须改性：将碳化硅晶须放入玻璃器皿中，然后向玻璃器皿中添加1,4-二氯丁烷，将玻璃器皿密封，加热至70℃，保温1小时，然后再将密封的玻璃器皿放置于60co辐照源下进行γ射线辐照处理，辐照处理后，再将玻璃器皿温度调节至55℃，继续保温30min，然后过滤取出处理后的碳化硅晶须，采用乙醇对处理后的碳化硅晶须进行浸泡清洗10min，再将处理后的碳化硅晶须置于三氟甲磺酸酐溶液中活化处理2小时，然后进行过滤，采用去离子水清洗，烘干至恒重，即得改性碳化硅晶须；
（2）亚麻纤维改性：按重量份将亚麻纤维20分别添加到反应釜中，然后再添加重量份为200份的乙醇，搅拌均匀后，再添加25份的去离子水，加热至60℃，保温30min，向反应釜内通入二氧化碳，排除反应釜内空气，密封，再以1500r/min转速搅拌，温度为122℃，时间为78min，完成后，再进行泄压，过滤取出亚麻纤维，采用去离子水清洗，真空干燥至恒重，得到改性亚麻纤维；
（3）hdpe材料制备：按重量份计将hdpe80份、柠檬酸三丁酯15份、改性亚麻纤维20份、改性碳化硅晶须5，均匀添加到高速混合机中，进行高速混合，然后再添加到双螺杆挤出机中进行挤塑成型，即得。
进一步的，步骤（1）所述碳化硅晶须在玻璃器皿中完全浸没在1,4-二氯丁烷中。
步骤（1）所述γ射线辐照处理时间为12min，辐照剂量为550kgy。
步骤（1）所述三氟甲磺酸酐溶液浓度为0.38mol/l。
步骤（1）所述三氟甲磺酸酐溶液活化处理温度为60℃。
步骤（2）所述反应釜内二氧化碳的压力为1.2mpa。
步骤（3）所述高速混合机转速为2500r/min。
步骤（3）所述双螺杆挤出机温度控制参数为，供料段172℃，压缩段185℃，机头温度198℃，口模温度192℃。
实施例2
一种具有良好弯曲强度的hdpe材料制备方法，包括以下步骤：
（1）碳化硅晶须改性：将碳化硅晶须放入玻璃器皿中，然后向玻璃器皿中添加1,4-二氯丁烷，将玻璃器皿密封，加热至73℃，保温1小时，然后再将密封的玻璃器皿放置于60co辐照源下进行γ射线辐照处理，辐照处理后，再将玻璃器皿温度调节至58℃，继续保温30min，然后过滤取出处理后的碳化硅晶须，采用乙醇对处理后的碳化硅晶须进行浸泡清洗15min，再将处理后的碳化硅晶须置于三氟甲磺酸酐溶液中活化处理2小时，然后进行过滤，采用去离子水清洗，烘干至恒重，即得改性碳化硅晶须；
（2）亚麻纤维改性：按重量份将亚麻纤维25分别添加到反应釜中，然后再添加重量份为200份的乙醇，搅拌均匀后，再添加25份的去离子水，加热至62℃，保温35min，向反应釜内通入二氧化碳，排除反应釜内空气，密封，再以1500r/min转速搅拌，温度为125℃，时间为80min，完成后，再进行泄压，过滤取出亚麻纤维，采用去离子水清洗，真空干燥至恒重，得到改性亚麻纤维；
（3）hdpe材料制备：按重量份计将hdpe90份、柠檬酸三丁酯18份、改性亚麻纤维24份、改性碳化硅晶须6，均匀添加到高速混合机中，进行高速混合，然后再添加到双螺杆挤出机中进行挤塑成型，即得。
进一步的，步骤（1）所述碳化硅晶须在玻璃器皿中完全浸没在1,4-二氯丁烷中。
步骤（1）所述γ射线辐照处理时间为12min，辐照剂量为550kgy。
步骤（1）所述三氟甲磺酸酐溶液浓度为0.38mol/l。
步骤（1）所述三氟甲磺酸酐溶液活化处理温度为60℃。
步骤（2）所述反应釜内二氧化碳的压力为1.4mpa。
步骤（3）所述高速混合机转速为2500r/min。
步骤（3）所述双螺杆挤出机温度控制参数为，供料段172℃，压缩段185℃，机头温度198℃，口模温度192℃。
实施例3
一种具有良好弯曲强度的hdpe材料制备方法，包括以下步骤：
（1）碳化硅晶须改性：将碳化硅晶须放入玻璃器皿中，然后向玻璃器皿中添加1,4-二氯丁烷，将玻璃器皿密封，加热至72℃，保温1小时，然后再将密封的玻璃器皿放置于60co辐照源下进行γ射线辐照处理，辐照处理后，再将玻璃器皿温度调节至56℃，继续保温30min，然后过滤取出处理后的碳化硅晶须，采用乙醇对处理后的碳化硅晶须进行浸泡清洗12min，再将处理后的碳化硅晶须置于三氟甲磺酸酐溶液中活化处理2小时，然后进行过滤，采用去离子水清洗，烘干至恒重，即得改性碳化硅晶须；
（2）亚麻纤维改性：按重量份将亚麻纤维22分别添加到反应釜中，然后再添加重量份为200份的乙醇，搅拌均匀后，再添加25份的去离子水，加热至61℃，保温32min，向反应釜内通入二氧化碳，排除反应釜内空气，密封，再以1500r/min转速搅拌，温度为122-125℃，时间为79min，完成后，再进行泄压，过滤取出亚麻纤维，采用去离子水清洗，真空干燥至恒重，得到改性亚麻纤维；
（3）hdpe材料制备：按重量份计将hdpe85份、柠檬酸三丁酯16份、改性亚麻纤维22份、改性碳化硅晶须5.5，均匀添加到高速混合机中，进行高速混合，然后再添加到双螺杆挤出机中进行挤塑成型，即得。
步骤（1）所述碳化硅晶须在玻璃器皿中完全浸没在1,4-二氯丁烷中。
，步骤（1）所述γ射线辐照处理时间为12min，辐照剂量为550kgy。
步骤（1）所述三氟甲磺酸酐溶液浓度为0.38mol/l。
步骤（1）所述三氟甲磺酸酐溶液活化处理温度为60℃。
步骤（2）所述反应釜内二氧化碳的压力为1.3mpa。
步骤（3）所述高速混合机转速为2500r/min。
步骤（3）所述双螺杆挤出机温度控制参数为，供料段172℃，压缩段185℃，机头温度198℃，口模温度192℃。
依据国家标准gb/t9341-2008，将试样水平放置，对检测样品的中间部位加压，由电脑控制压头的运动速度并测量样品的受力情况，记录在试验过程中样条承受的载荷以及竖向位移，试验机加载压头半径为5±0.1mm，载荷误差小于±1%，挠度误差小于±2%，实验机器通过校验准确后方可进行试验测量，标准试样长度为85±0.5mm，宽为8±0.5mm，厚度为3.5±0.1mm；
表1
对比例1为空白hdpe样条；
对比例2与实施例1区别仅在于不添加改性亚麻纤维。
对比例3与实施例1区别仅在于不添加碳化硅晶须。
由表1可以看出，本发明制备的hdpe材料具有优异的弯曲强度，通过添加改性亚麻纤维与改性碳化硅晶须，能够大幅度的提高hdpe材料的弯曲强度。
继续试验，以实施例1为基础试样，对比改性亚麻纤维与改性碳化硅晶须比例不同，对hdpe材料弯曲强度的影响（改性碳化硅晶须重量份固定为4份）：
表2
由表2可以看出，改性亚麻纤维与改性碳化硅晶须比例不同，对hdpe材料弯曲强度的影响较为明显，在改性亚麻纤维与改性碳化硅晶须比例为4:1时，hdpe材料的弯曲强度能够达到最佳，在改性亚麻纤维与改性碳化硅晶须比例为5:1时，hdpe材料的弯曲强度开始明显减小，同时改性亚麻纤维添加量过多时，会一定程度上提高hdpe材料的吸水性。