[發(fā)明專利]具有化學鍵強界面的CF/PEEK復合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010419568.2
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111440342B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設計）人: 朱姝;周劍鋒;史如靜;任毅;王文翰;敖文珍
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08L61/16
• 分類號: C08L61/16
• 代理公司: 上海統(tǒng)攝知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

1.具有化學鍵強界面的CF/PEEK復合材料的制備方法，其特征是包括以下步驟：

(1)將CF表面原有的上漿劑高溫分解；

(2)在飽和水蒸氣環(huán)境中，對CF同時進行微波輻射和紫外光輻照，產(chǎn)物記為ACF；

(3)在氮氣氛圍中將ACF浸入胺化PEEK/二甲基甲酰胺/碳納米管懸浮液并升溫使胺化PEEK與ACF發(fā)生反應，取出后干燥，得到上漿改性碳纖維MCF；

胺化PEEK/二甲基甲酰胺/碳納米管懸浮液中，胺化PEEK完全溶解且濃度為0.2-3wt.％，碳納米管含量為0.01-0.1wt.％，通過5-60min超聲分散制備穩(wěn)定的懸浮液，碳納米管為羧基改性的單壁或多壁碳納米管；

胺化PEEK通過PEEK與混合強酸反應來制備，具體過程為：將PEEK粉末浸于體積比為3:1的濃HNO₃與濃H₂SO₄的混合液中，加熱至50-60℃并攪拌30-120min，將產(chǎn)物過濾并用去離子水洗滌至pH值達到7，再用乙醇洗滌后干燥，得到PEEK-NO₂粉末，將SnCl₂溶解于體積比為1:1的濃鹽酸與乙醇的混合液中，將PEEK-NO₂粉末緩慢倒入，在60-70℃下反應1-5h，過濾淡黃色沉淀并用去離子水洗滌并干燥，得到產(chǎn)物胺化PEEK；

升溫是指升至50-60℃并保持1-3h；取出后干燥是指干燥至含水量小于0.5wt.％；

(4)將MCF與PEEK材料疊層熱壓；PEEK材料的重均分子量為30000-150000；疊層熱壓的工藝參數(shù)：溫度370-420℃，壓力0.5-5MPa，加載時間3-30min；

即得具有化學鍵強界面的CF/PEEK復合材料。

2.根據(jù)權利要求1所述的具有化學鍵強界面的CF/PEEK復合材料的制備方法，其特征在于，CF為緞紋織物形式。

3.根據(jù)權利要求1所述的具有化學鍵強界面的CF/PEEK復合材料的制備方法，其特征在于，所述高溫分解是指在300-420℃下燒結5-180min。

4.根據(jù)權利要求1所述的具有化學鍵強界面的CF/PEEK復合材料的制備方法，其特征在于，飽和水蒸氣的相對濕度大于95％；微波輻射時間為3-30min，微波頻率為300MHz-10GHz；輻照紫外光波長為290-340nm，紫外輻照度為20-50W/m²。

5.根據(jù)權利要求1所述的具有化學鍵強界面的CF/PEEK復合材料的制備方法，其特征在于，PEEK材料的形態(tài)為薄膜、無紡布氈、粉末或纖維。

6.根據(jù)權利要求1～5中任一項所述的具有化學鍵強界面的CF/PEEK復合材料的制備方法制得的具有化學鍵強界面的CF/PEEK復合材料，其特征是：彎曲強度為900-1100MPa，彎曲模量為57-65GPa，界面剪切強度為100-120MPa，沖擊后的剩余壓縮強度為210-250MPa。