本發(fā)明涉及高分子復合材料，具體是再生纖維增強聚酰胺6復合材料及其制備方法。

背景技術：

1、在全球工業(yè)化與經(jīng)濟高速發(fā)展的進程中，資源與環(huán)境問題愈發(fā)凸顯，高分子材料領域也面臨著可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)與機遇。

2、廢舊衣物的處理已成為一個亟待解決的全球性難題。我國作為服裝生產(chǎn)和消費大國，每年產(chǎn)生的廢舊衣物數(shù)量龐大。據(jù)統(tǒng)計，超70％的中國家庭儲藏著30件以上舊衣物。隨著人們生活水平提升，衣物更新?lián)Q代速度加快，廢舊衣物數(shù)量呈爆發(fā)式增長。這些廢舊衣物若得不到妥善處理，不僅占用大量空間，造成資源浪費，還可能在自然環(huán)境中降解緩慢，對土壤、水源等造成污染。傳統(tǒng)的廢舊衣物處理方式，如填埋或焚燒，不僅浪費了其中蘊含的纖維資源，還會產(chǎn)生溫室氣體排放、土壤破壞等環(huán)境問題。

3、由于聚酰胺6具有經(jīng)濟增速較快、下游市場廣闊、生產(chǎn)成本較低等優(yōu)勢，以中國為代表的亞洲地區(qū)成為聚酰胺6產(chǎn)業(yè)轉移的主要承接地區(qū)。目前我國已成為全球最大的聚酰胺6消費國與生產(chǎn)基地，我國聚酰胺6產(chǎn)量在全球市場份額中的占比超過一半，亞洲地區(qū)的產(chǎn)量市場份額合計超過七成，其次為歐洲和美洲地區(qū)。

4、如果將廢舊衣物用來增強聚酰胺6復合材料不僅解決了廢舊衣物資源浪費問題，同時還減少了石油化工的消耗。因此，開發(fā)出一種再生纖維增強聚酰胺6復合材料潛藏著非常大經(jīng)濟價值，對社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種再生纖維增強聚酰胺6復合材料及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題，通過對舊衣物進行皂化、密煉處理，增加廢舊衣物與聚酰胺6樹脂的相容性，且制備工藝簡單，可大批量生產(chǎn)，為廢舊衣物的回收利用提供一種方向。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、第一方面，本發(fā)明公開了一種再生纖維增強聚酰胺6復合材料，由以下組分按照重量份制備而成：

4、聚酰胺6樹脂?????????????????60～95份；

5、改性再生纖維母粒????????????5～40份；

6、加工助劑????????????????????1～5份；

7、其中，所述改性再生纖維母粒由經(jīng)過皂化處理后的廢舊衣物，與過氧化物、相容劑密煉形成。

8、作為本發(fā)明進一步的方案：聚酰胺6為工業(yè)常規(guī)聚酰胺6樹脂。

9、作為本發(fā)明進一步的方案：所述改性再生纖維母粒的制備方法如下：

10、將剪碎的廢舊衣物放入強堿液中浸泡，在50-60℃溫度下持續(xù)攪拌不低于2h，取出后清洗、干燥，然后與相容劑、過氧化物共同密煉(密煉溫度160～200℃，轉速60～100rpm,密煉時間20～40min)，得到混煉物；

11、將所述混煉物破碎，即得改性再生纖維母粒。

12、作為本發(fā)明進一步的方案：所述廢舊衣物、相容劑、過氧化物的質量比為(5～95):(5～95):(0.1～1)。

13、作為本發(fā)明進一步的方案：所述相容劑為馬來酸酐接枝彈性體。

14、作為本發(fā)明進一步的方案：所述馬來酸酐接枝彈性體為馬來酸酐接枝poe、馬來酸酐接枝sebs中的至少一種。

15、作為本發(fā)明進一步的方案：所述加工助劑為抗氧劑、輔助抗氧劑、光吸收劑和光穏定劑、色母和潤滑劑中的至少一種。

16、第二方面，本發(fā)明公開了上述的再生纖維增強聚酰胺6復合材料的制備方法，包括以下步驟：

17、按照重量份稱取聚酰胺6樹脂、改性再生纖維母粒和加工助劑混合均勻，得到混合物；

18、將所述混合物投入平行雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融、擠出造粒即得一種再生纖維增強聚酰胺6復合材料。

19、作為本發(fā)明進一步的方案：所述平行雙螺桿擠出機的機筒溫度為160℃-270℃、機頭溫度為260℃，螺桿轉速為500-600r/min，熔體壓力為1.0-1.2mpa，真空度為-0.06mpa。

20、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

21、本發(fā)明中的改性再生纖維母粒采用強堿溶液對廢舊衣物進行處理，兩者發(fā)生一定的皂化反應，為廢舊衣物提供了活性基團。再利用密煉機對廢舊衣物和馬來酸酐接枝彈性體和過氧化物進行密煉，在強氧作用下使得舊衣物與馬來酸酐接枝彈性體發(fā)生一定的交聯(lián)反應，從而賦予再生纖維母粒極性基團以及可加工性，保證與聚酰胺6的良好的相容性。交聯(lián)反應使分子鏈之間形成化學鍵連接，構建起三維網(wǎng)絡結構。這種結構增強了母粒內部的結合力，提高了母粒的強度、耐熱性等性能。同時，網(wǎng)絡結構的存在也使得母粒在聚酰胺6基體中能夠更好地傳遞應力，從而有效提升復合材料的力學性能。

22、交聯(lián)反應賦予了再生纖維母粒極性基團。聚酰胺6是一種極性聚合物，再生纖維母粒的極性基團與聚酰胺6分子之間存在較強的相互作用，如氫鍵、偶極-偶極相互作用等。這種相互作用降低了兩者之間的界面張力，使母粒能夠均勻地分散在聚酰胺6基體中，增強了界面相容性。良好的相容性保證了在復合材料受到外力時，應力能夠在母粒和聚酰胺6基體之間有效傳遞，避免界面處出現(xiàn)應力集中，進而提高了復合材料的整體性能。

23、經(jīng)過處理和密煉后，廢舊衣物纖維在母粒中形成了類似“骨架”的結構。當復合材料受到外力時，這些纖維可以承擔部分載荷，起到增強作用。從實施例的數(shù)據(jù)來看，隨著改性再生纖維母粒含量的增加，聚酰胺6復合材料的拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量和沖擊強度都顯著提升，充分說明了廢舊衣物纖維在復合材料中的增強效果。

24、本發(fā)明的制備工藝簡單，可大批量生產(chǎn)，為廢舊衣物的回收利用提供一種方向。

技術特征：

1.一種再生纖維增強聚酰胺6復合材料，其特征在于，由以下組分按照重量份制備而成：

2.根據(jù)權利要求1所述的再生纖維增強聚酰胺6復合材料，其特征在于，聚酰胺6為工業(yè)常規(guī)聚酰胺6樹脂。

3.根據(jù)權利要求1所述的再生纖維增強聚酰胺6復合材料，其特征在于，所述改性再生纖維母粒的制備方法如下：

4.根據(jù)權利要求2所述的再生纖維增強聚酰胺6復合材料，其特征在于，所述廢舊衣物、相容劑、過氧化物的質量比為(5～95):(5～95):(0.1～1)。

5.根據(jù)權利要求1所述的再生纖維增強聚酰胺6復合材料，其特征在于，所述相容劑為馬來酸酐接枝彈性體。

6.根據(jù)權利要求5所述的再生纖維增強聚酰胺6復合材料，其特征在于，所述馬來酸酐接枝彈性體為馬來酸酐接枝poe、馬來酸酐接枝sebs中的至少一種。

7.根據(jù)權利要求1所述的再生纖維增強聚酰胺6復合材料，其特征在于，所述加工助劑為抗氧劑、輔助抗氧劑、光吸收劑和光穏定劑、色母和潤滑劑中的至少一種。

8.如權利要求1-7任一項所述的再生纖維增強聚酰胺6復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據(jù)權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述平行雙螺桿擠出機的機筒溫度為160℃-270℃、機頭溫度為260℃，螺桿轉速為500-600r/min，熔體壓力為1.0-1.2mpa，真空度為-0.06mpa。

技術總結
本發(fā)明公開了一種再生纖維增強聚酰胺6復合材料，由以下組分按照重量份制備而成：聚酰胺6樹脂60～95份；改性再生纖維母粒5～40份；加工助劑1～5份；其中，所述改性再生纖維母粒由經(jīng)過皂化處理后的廢舊衣物，與過氧化物、相容劑密煉形成。本發(fā)明通過對舊衣物進行皂化、密煉處理，增加廢舊衣物與聚酰胺6樹脂的相容性，且制備工藝簡單，可大批量生產(chǎn)，為廢舊衣物的回收利用提供一種方向。

技術研發(fā)人員：夏偉龍,閆溥,李飛
受保護的技術使用者：會通新材料股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15