合材料的物理机械性能
[0222]
[0223] 表39液晶聚合物、PBT、ABS-38 (75/25)制得的复合材料的物理机械性能
[0224]
[0228] 步骤一制备出的带有离子基团的液晶聚合物的偏光显微镜图见图2,可见其液晶 织构。
[0229] 实施例11
[0230] 步骤一：制备带有离子基团的液晶聚合物
[0231] (1)、称量0? 33mol的对苯二酚、0?Imol的对苯二胺、0? 07mol的2,5_二氨基苯磺 酸和0? 5mol的己二酰氯，待用；
[0232] (2)、将对苯二酚、对苯二胺和2, 5-二氨基苯磺酸溶解于DMF中，得到混合液I;
[0233] (3)、将79mL的三乙胺加入到所述混合液I中，得到混合液II;
[0234] (4)、将己二酰氯溶解于DMF中，缓慢加入混合液II中，搅拌30min后；升温至 120°C，反应36h;得到混合液III;
[0235] (5)、向混合液III中加入乙醇析出，经多次洗滤，真空干燥，得到带有极性离子基 团的液晶聚合物，重均分子量为21000 ;
[0236] 步骤二：将步骤一中制备的带有离子基团的液晶聚合物、PBT、PA1010共混，经双 螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机各区温度（°C)范围分别为230、260、280、280、265,双 螺杆转速为250r/min，挤出的料条经过水槽冷却后切粒得到产品。共混时两种树脂之间选 择的不同的重量比，具体见表41 :
[0237] 表41共混树脂比例表
[0238]
[0239] 将每组树脂添加不同量的液晶聚合物测得复合材料的物理机械性能见表42~表 44
[0240] 表42液晶聚合物、PBT、PA1010 (70/30)制得的复合材料的物理机械性能
[0241]
[0242] 图7中b图是3%带离子基团的液晶聚合物、PBT/PA1010 (70/30)复合材料的SEM 图，图7中a图示不含带离子基团的液晶聚合物PBT/PA1010 (70/30)复合材料的SEM图。 由图可见分散相PA1010粒子的粒径尺寸较大，且分散不均匀，分散相的表明光滑，证实了 两相间的界面粘结力小，相容性较差。随着液晶的加入，复合材料体系的形态结构发生了变 化，分散相的粒径尺寸变小，且PBT和PA1010两相之间的界面开始模糊，分散相PA1010均 匀的分散在PBT基体相中，这是由于液晶离聚物的加入，增加了基体和分散相界面粘结力， 降低了二者之间的界面张力，增加了相容性。
[0243] 表43液晶聚合物、PBT、PA1010 (65/35)制得的复合材料的物理机械性能
[0244]
[0245] 表44液晶聚合物、PBT、PA1010 (85/15)制得的复合材料的物理机械性能
[0246]
[0247] 实施例12
[0248] 步骤一：制备带有离子基团的液晶聚合物
[0249] (1)、称量 0.35mol的对苯二酚、0.08mol的 1，4_ 丁二醇、0.07mol的 2,5_ 二氨基 苯磺酸、0? 4mol的己二酰氯和0?Imol癸二酰氯，待用；
[0250] (2)、将对苯二酚、1，4- 丁二醇和2, 5-二氨基苯磺酸溶解于DMF中，得到混合液I;
[0251] (3)、将79mL的三乙胺加入到所述混合液I中，得到混合液II;
[0252] (4)、将的己二酰氯和癸二酰氯溶解于DMF中，缓慢加入混合液II中，搅拌30min 后；升温至120°C，反应36h ;得到混合液III ;
[0253] (5)、向混合液III中加入乙醇析出，经多次洗滤，真空干燥，得到带有极性离子基 团的液晶聚合物，重均分子量为24000。
[0254] 步骤二：将步骤一中制备的带有离子基团的液晶聚合物、PBT、PP共混，经双螺杆 挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机各区温度（°C)范围分别为210、220、235、235、225，双螺杆 转速为150r/min，挤出的料条经过水槽冷却后切粒得到产品。共混时两种树脂之间选择的 不同的重量比，具体见表45 :
[0255] 表45共混树脂比例表
[0256]
[0257] 将每组树脂添加不同量的液晶聚合物测得复合材料的物理机械性能见表46~表 48
[0258] 表46液晶聚合物、PBT、PP(92/8)制得的复合材料的物理机械性能
[0259]
【主权项】
1. 一种液晶聚合物原位复合材料，其特征在于，所述复合材料由带有离子基团的液 晶聚合物和树脂复合而成，带有离子基团的液晶聚合物的质量为复合材料总质量的5%。~ 15%，余量为树脂； 所述带有离子基团的液晶聚合物是由二醇、二酚或二胺中的一种或几种，带有离子基 团的单体与酰氯缩聚而成，所述带有离子基团的液晶聚合物是由Rl、R2和R3,以（30~ 49) : (1~20) : 50的摩尔比线形无规则排列的重均分子量为2000~30000的缩聚物， Rl、R2和R3的摩尔比之和为100,R1为用式良示的结构单元和/或用 式表示的结构单元或用式...表示的结构单元，R为芳经 或烷烃； 所述树脂为选自？？、？41010、？81\?(：、？￡和483-38中的两种。2. 如权利要求1所述的液晶聚合物原位复合材料，其特征在于，所述两种树脂重量比 为：PBT/PC= 2/3 ~3/2,PBT/ABS-38 = 3/2 ~4/1，PBT/PA1010 = 3/2 ~7/3,PBT/PP= 9/1 ~97/3。3. 如权利要求1所述的液晶聚合物原位复合材料，其特征在于，所述带有离子基团的 单体为如下结构式中的一种：4. 如权利要求1所述的液晶聚合物原位复合材料，其特征在于，所述的二酚为如下结 构式的一种或几种：?5. 如权利要求1所述的液晶聚合物原位复合材料，其特征在于，所述的二醇为如下结 构式：其中，b= 2~12。6. 如权利要求1所述的液晶聚合物原位复合材料，其特征在于，所述二胺为如下结构 式中的一种或几种：7. 如权利要求1所述的液晶聚合物原位复合材料，其特征在于，酰氯为其中，n= 1~3;m= 2~12。8. 如权利要求1所述的液晶聚合物原位复合材料，其特征在于，所述的液晶聚合物原 位复合材料中加入增强材料和/或填充剂；增强材料为碳纤维或玻璃纤维，加入质量为所 述的液晶聚合物原位复合材料质量的5%~30%，填充剂为无机物晶须、蒙脱土、碳纳米管 或石墨烯中的至少一种，加入质量为所述的液晶聚合物原位复合材料质量的1%~10%。9. 如权利要求1所述的液晶聚合物原位复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下 步骤： 步骤一：制备带有离子基团的液晶聚合物 (1) 、按摩尔比称量1~20%的带有离子基团的单体、50%的酰氯，余量为二醇、二酚或 二胺中的一种或几种，待用； (2) 、将二醇、二酚或二胺中的一种或几种，带有离子基团的单体溶解于溶剂中，溶剂是 DMF、THF、乙腈、乙酸乙酯或DMSO中的一种，得到混合液I; (3) 、将缚酸剂加入到所述混合液I中，得到混合液II; (4) 、将酰氯溶解于与步骤（2)所用相同的溶剂中，然后缓慢地滴加到所述混合液II中 后，搅拌均匀，缓慢升温至60~120°C，反应12~36h，得到混合液III; (5)、向混合液III中加入醇类物质，以析出固体，经多次洗滤、干燥，得到带有离子基 团的液晶聚合物； 步骤二：将步骤一制备的带有离子基团的液晶聚合物与树脂混合，经双螺杆挤出机熔 融挤出，双螺杆挤出机各区温度范围分别为210~235°C、220~270°C、235~280°C、225~ 265°C，双螺杆转速为120~250转/分钟，挤出的料条经过水槽冷却后切粒得到产品。10.如权利要求8所述的液晶聚合物原位复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下 步骤： 步骤一：制备带有离子基团的液晶聚合物 (1) 、按摩尔比称量1~20%的带有离子基团的单体、50%的酰氯，余量为二醇、二酚或 二胺中的一种或几种，待用； (2) 、将二醇、二酚或二胺中的一种或几种，带有离子基团的单体溶解于溶剂中，溶剂是 DMF、THF、乙腈、乙酸乙酯或DMSO中的一种，得到混合液I; (3) 、将缚酸剂加入到所述混合液I中，得到混合液II; (4) 、将酰氯溶解于与步骤（2)所用相同的溶剂中，然后缓慢地滴加到所述混合液II中 后，搅拌均匀，缓慢升温至60~120°C，反应12~36h，得到混合液III; (5) 、向混合液III中加入醇类物质，以析出固体，经多次洗滤，干燥，得到带有离子基 团的液晶聚合物； 步骤二：将增强材料和/或填充剂、步骤一制备的带有离子基团的液晶聚合物与树脂 混合，经双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机各区温度范围为210~235°C、220~270°C、 235~280°C、225~265°C，双螺杆转速为120~250转/分钟，挤出的料条经过水槽冷却 后切粒得到产品。
【专利摘要】液晶聚合物原位复合材料及其制备方法，属于高分子材料领域。本发明的液晶聚合物原位复合材料由带有离子基团的液晶聚合物和树脂复合而成，带有离子基团的液晶聚合物的质量为复合材料总质量的5‰～15％，余量为树脂；树脂为选自PP、PA1010、PBT、PC、PE和ABS-38中的两种。制备方法：先制备带有离子基团的液晶聚合物；然后将步骤一制备的带有离子基团的液晶聚合物与树脂混合，经双螺杆挤出机熔融挤出，挤出的料条经过水槽冷却后切粒得到产品。也可向液晶聚合物原位复合材料添加增强材料和/或填充剂来提高其性能。本发明液晶聚合物原位复合材料应用在汽车零部件、精密电子仪器、光导纤维、医疗器械、防水材料、纺织领域、绝缘材料、储能材料、防弹衣或降落伞领域。
【IPC分类】B29C47/92, C08L77/12, C08L77/06, C08G69/44, C08L23/12, C08L69/00, C08L55/02, C08L67/02
【公开号】CN105086378
【申请号】CN201410191406
【发明人】张宝砚, 陈非, 丛越华
【申请人】东北大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月6日