[發明專利]一種碳納米管接枝玻璃纖維多尺度增強體增強聚酰亞胺復合材料的制備方法

無效

• 申請號: 201110212858.0
• 申請日: 2011-07-28
• 公開（公告）號: CN102382319A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 邱軍;王宗明;李啟勝
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C08J5/08
• 分類號: C08J5/08;C08L79/08;C08K9/06;C08K9/02;C08K7/14
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

1.一種碳納米管接枝玻璃纖維多尺度增強體增強聚酰亞胺復合材料的制備方法，其特征在于具體步驟如下：

(1)稱取0.1～1×10g干燥的碳納米管和10～1×10⁴mL無機酸混合，在1~120kHz超聲波或10?r/min~10⁶?r/min的離心速度攪拌下處理0.1～24小時，然后加熱至20～150℃，反應1～48小時，經去離子水稀釋洗滌，微孔濾膜抽濾，反復洗滌至濾液呈中性，在溫度為25～150℃下真空干燥1～48小時，得到純化的碳納米管；

(2)將步驟(1)中得到的純化碳納米管0.1～1×10g和強氧化性酸1～1×10³mL混合，在1~120kHz超聲波下處理0.1～80小時，然后加熱到25～120℃，攪拌并回流反應1～80小時，經去離子水稀釋洗滌，超微孔濾膜抽濾，反復洗滌至濾液呈中性，在25～200℃溫度下真空干燥1～48小時，得到酸化的碳納米管；

(3)將步驟(2)所得酸化的碳納米管0.1～1×10g和1～1×10³mL有機溶劑混合，以1~120kHz超聲波或攪拌處理1分鐘～24小時，使酸化的碳納米管均勻分散在有機溶劑中，在5～120℃溫度下，加入0.1～1×10³g干燥的玻璃纖維，反應1分鐘～96小時后，抽濾并反復洗滌，在25~200℃溫度下真空干燥0.1～48小時，得到表面接枝有碳納米管的玻璃纖維多尺度增強體；

(4)將步驟(3)所得表面接枝有碳納米管的玻璃纖維多尺度增強體0.1～1×10³g浸入1～1×10³mL偶聯劑溶液中，在5～120℃溫度下，反應1分鐘～96小時后，抽濾并在25~200℃溫度下干燥0.1～48小時，得到表面接枝有碳納米管的功能化玻璃纖維多尺度增強體；

(5)將步驟(4)所得的表面接枝有碳納米管的功能化玻璃纖維多尺度增強體0.1～1×10³g和聚酰亞胺1～1×10³g，經真空除泡復合成型，得到碳納米管接枝玻璃纖維多尺度增強體增強聚酰亞胺復合材料。

2.根據權利要求1所述的一種碳納米管接枝玻璃纖維多尺度增強體增強聚酰亞胺復合材料的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述碳納米管包括化學氣相沉積法、電弧放電法、太陽能法、模板法或激光蒸發法中的任一種制備的單壁或多壁碳納米管或以其任意比例混合的混合物。

3.根據權利要求1所述的一種碳納米管接枝玻璃纖維多尺度增強體增強聚酰亞胺復合材料的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述無機酸為1～20％重量酸濃度的硝酸、1～60％重量酸濃度的硫酸或1～37％重量酸濃度的鹽酸中任一種或其混合液。

4.根據權利要求1所述一種碳納米管接枝玻璃纖維多尺度增強體增強聚酰亞胺復合材料的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述強氧化性酸為1～90％重量酸濃度硝酸、1～98％重量酸濃度硫酸、1∕100～100∕1摩爾比高錳酸鉀和硫酸混合溶液、1∕100～100∕1摩爾比硝酸和硫酸混合溶液、1∕100～100∕1摩爾比高錳酸鉀和硝酸混合溶液、1∕100～100∕1摩爾比過氧化氫和硫酸混合液、1∕100～100∕1摩爾比過氧化氫和鹽酸混合液、1∕100～100∕1摩爾比過氧化氫和硝酸混合液或15～95％重量濃度過氧化氫溶液中任一種或其多種組合。

5.根據權利要求1所述的一種碳納米管接枝玻璃纖維多尺度增強體增強聚酰亞胺復合材料的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述玻璃纖維為單向長纖維、無規短纖維、雙向編織纖維布或三相編織纖維布中的任一種或其多種組合。

6.根據權利要求1所述的一種碳納米管接枝玻璃纖維多尺度增強體增強聚酰亞胺復合材料的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述有機溶劑為苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、丁基甲苯、全氯乙烯、三氯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯乙二醇醚、二氯甲烷、二硫化碳、磷酸三鄰甲酚、甲醇、乙醇、異丙醇、環己烷、環己酮、甲苯環己酮、乙醚、環氧丙烷、丙酮、甲基丁酮、甲基異丁酮、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、乙腈、吡啶、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯、三氯丙烷、二氯乙烷、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、二氧六環或四氫呋喃中的任一種或其多種組合。