[發(fā)明專(zhuān)利]一種碳纖維表面化學(xué)接枝納米SiO2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811541103.3
• 申請(qǐng)日: 2018-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109796725B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇新清;劉后寶;傅仁利;游超群;李國(guó)郡;陳旭東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08L61/16
• 分類(lèi)號(hào): C08L61/16;C08K9/02;C08K9/06;C08K7/06;C08J5/06
• 代理公司: 南京瑞弘專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國(guó)強(qiáng)

1.一種碳纖維表面化學(xué)接枝納米SiO₂增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料，其特征在于：其原料由以下重量份的組分組成：

聚醚醚酮：65～100份；

碳纖維：5～30份；

納米SiO₂：0～10份；

γ-氨丙基三乙氧基硅烷：0.5～3份；

γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷：0.5～3份；

其中，碳纖維和納米SiO₂構(gòu)成表面化學(xué)接枝納米SiO₂的改性碳纖維，由以下步驟得到：

（1）碳纖維預(yù)處理：將碳纖維在乙醇與丙酮的混合溶液中回流，然后清洗干燥，使用濃硝酸對(duì)碳纖維進(jìn)行超聲氧化處理，處理后的碳纖維用蒸餾水進(jìn)行多次洗滌至中性，烘干至恒重備用；

（2）碳纖維活化處理：將γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷超聲分散在無(wú)水乙醇中，得到γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的無(wú)水乙醇溶液，再加入步驟（1）得到的碳纖維，磁力攪拌反應(yīng)，用無(wú)水乙醇反復(fù)抽濾多次，最后烘干至恒重備用；

（3）納米SiO₂活化處理：將γ-氨丙基三乙氧基硅烷超聲分散在無(wú)水乙醇中，得到γ-氨丙基三乙氧基硅烷的無(wú)水乙醇溶液，取納米SiO₂加入上述溶液中，用磁力攪拌充分混合，之后再超聲振蕩分散，最后烘干至恒重備用；

（4）碳纖維表面化學(xué)接枝納米SiO₂：將步驟（3）得到的γ-氨丙基三乙氧基硅烷處理后的納米SiO₂加入二甲苯中，超聲分散，得到納米SiO₂分散液；將步驟（2）得到的γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷處理后的碳纖維加入到納米SiO₂分散液中，磁力攪拌反應(yīng)，最后用無(wú)水乙醇反復(fù)抽濾多次，得到表面化學(xué)接枝納米SiO₂的改性碳纖維。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維表面化學(xué)接枝納米SiO₂增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料，其特征在于：所述的碳纖維長(zhǎng)徑比為5～10。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維表面化學(xué)接枝納米SiO₂增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料，其特征在于：所述納米SiO₂的粒徑為20nm。

4.一種碳纖維表面化學(xué)接枝納米SiO₂增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）碳纖維預(yù)處理：將碳纖維在乙醇與丙酮的混合溶液中回流，然后清洗干燥，使用濃硝酸對(duì)碳纖維進(jìn)行超聲氧化處理，處理后的碳纖維用蒸餾水進(jìn)行多次洗滌至中性，烘干至恒重備用；

（2）碳纖維活化處理：將γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷超聲分散在無(wú)水乙醇中，得到γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的無(wú)水乙醇溶液，再加入步驟（1）得到的碳纖維，磁力攪拌反應(yīng)，用無(wú)水乙醇反復(fù)抽濾多次，最后烘干至恒重備用；

（3）納米SiO₂活化處理：將γ-氨丙基三乙氧基硅烷超聲分散在無(wú)水乙醇中，得到γ-氨丙基三乙氧基硅烷的無(wú)水乙醇溶液，取納米SiO₂加入上述溶液中，用磁力攪拌充分混合，之后再超聲振蕩分散，最后烘干至恒重備用；

（4）碳纖維表面化學(xué)接枝納米SiO₂：將步驟（3）得到的γ-氨丙基三乙氧基硅烷處理后的納米SiO₂加入二甲苯中，超聲分散，得到納米SiO₂分散液；將步驟（2）得到的γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷處理后的碳纖維加入到納米SiO₂分散液中，磁力攪拌反應(yīng)，最后用無(wú)水乙醇反復(fù)抽濾多次，得到表面化學(xué)接枝納米SiO₂的改性碳纖維，烘干至恒重備用；

（5）原料干燥：采用干燥箱對(duì)聚醚醚酮粉末、步驟（4）得到的改性碳纖維進(jìn)行干燥；

（6）樹(shù)脂配混：將步驟（5）干燥后的原料放入高速混合機(jī)中混料；

（7）熱壓成型：將步驟（6）混料完成的粉料加入金屬模具，熱壓成型；最后將成型后的產(chǎn)物進(jìn)行退火處理，得到所述碳纖維表面化學(xué)接枝納米SiO₂增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料。