[發(fā)明專利]一種自增壓聚丙烯腈核殼納米纖維膜及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210026461.0
• 申請(qǐng)日: 2022-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN114525625B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡浩鵬;毛馳;王洪偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): D04H1/4382
• 分類號(hào): D04H1/4382;D04H1/43;D04H1/4326;D04H1/728;D01F8/08;D01F8/16
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42231
• 代理人: 姜婷

1.一種自增壓聚丙烯腈核殼納米纖維膜的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）取發(fā)泡劑和愈合劑體系樹脂混合得到第一核層紡絲液A，取聚丙烯腈溶液作為殼層紡絲液B，取愈合劑體系固化劑作為第二核層紡絲液C；

（2）將第一核層紡絲液A和殼層紡絲液B通過同軸靜電紡絲得到樹脂核殼納米纖維D；

將第二核層紡絲液C和殼層紡絲液B通過同軸靜電紡絲得到固化劑核殼納米纖維E；

（3）將樹脂核殼納米纖維D和固化劑核殼納米纖維E同時(shí)沉積到離心紙F(tuán)表面成膜，得到自增壓聚丙烯腈核殼納米纖維膜；

步驟（1）中發(fā)泡劑為偶氮二甲酸二乙酯，發(fā)泡劑的用量占愈合劑體系樹脂質(zhì)量的1%~5%；

所述愈合劑體系樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂和雙酚F型環(huán)氧樹脂中的一種或兩種；所述愈合劑體系固化劑為異佛爾酮二胺、乙二胺和多乙烯多胺中的一種或多種；

第一核層紡絲液A和第二核層紡絲液C的體積比為1:（0.65~1.2）；兩個(gè)核層紡絲液和殼層紡絲液B的體積比均為1:（5~20）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自增壓聚丙烯腈核殼納米纖維膜的制備方法，其特征在于：同軸靜電紡絲中，殼層紡絲液B推注速度設(shè)為0.5~1.0mL/h；核層紡絲液推注速度為0.05~0.10mL/h；正壓為10~20KV；負(fù)壓為-1KV；溫度25~40℃；濕度30%~60%。

3.如權(quán)利要求1-2任一所述制備方法制得的自增壓聚丙烯腈核殼納米纖維膜，其特征在于：所述的自增壓聚丙烯腈核殼納米纖維膜面密度為5~20?g/m²，纖維直徑200~1200nm。

4.一種自愈合樹脂基復(fù)合材料，其特征在于：所述自愈合樹脂基復(fù)合材料是利用權(quán)利要求3所述自增壓聚丙烯腈核殼納米纖維膜與碳纖維預(yù)浸料制得。

5.如權(quán)利要求4所述的一種自愈合樹脂基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、先將碳纖維預(yù)浸料X加熱到40℃~60℃，再將所述自增壓聚丙烯腈核殼納米纖維膜貼附在碳纖維預(yù)浸料X上，冷卻后撕去離心紙，得到一面附著有自增壓聚丙烯腈核殼納米纖維膜的預(yù)浸料Y；

S2、將步驟S1得到的預(yù)浸料Y進(jìn)行鋪層，并成型固化，得到自愈合樹脂基復(fù)合材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自愈合樹脂基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述鋪層是將步驟S1得到的預(yù)浸料Y連續(xù)鋪層，或者將碳纖維預(yù)浸料X與步驟S1得到的預(yù)浸料Y間隔排列鋪層；所述自愈合樹脂基復(fù)合材料能夠自修復(fù)層間損傷，修復(fù)時(shí)進(jìn)行加熱，溫度為120℃~150℃，時(shí)間10~60min。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自愈合樹脂基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：碳纖維預(yù)浸料X采用T800級(jí)碳纖維預(yù)浸料，其中的樹脂體系為雙酚A環(huán)氧樹脂/雙氰胺；

步驟S2中的成型固化采用模壓成型工藝，包括凝膠固化階段和后固化階段，凝膠固化階段和后固化階段的壓力均為0.2～0.4MPa，加熱保溫的時(shí)間均為20～40min，其中，凝膠固化階段的加熱溫度小于110℃，后固化階段的加熱溫度在120～130℃。