[发明专利]控制复合材料中渗透性和纤维体积分数的聚合物纳米颗粒

权利要求书

1.用于嵌入树脂的纤维束，其包括：

多个增强长丝(158)，每个增强长丝具有长丝横截面宽度；

多个聚合物纳米颗粒(200)；

所述聚合物纳米颗粒(200)具有小于所述长丝横截面宽度的颗粒横截面宽度；和

在预浸渍或树脂浸渍所述纤维束中的一个之前，至少一些所述聚合物纳米颗粒(200)直接且独立地连接至至少一个所述增强长丝(158)和/或至其它聚合物纳米颗粒(200)；

所述聚合物纳米颗粒彼此间隔位于在至少一个所述增强长丝上；

所述聚合物纳米颗粒具有配置为在所述树脂的固化温度以下保持固态，并作为所述聚合物纳米颗粒的温度达到所述树脂的固化温度的结果而溶解在所述树脂中的材料组合物；和

在预浸渍或树脂浸渍中的一个之前或期间所述增强长丝经由所述聚合物纳米颗粒以局部长丝间隔被间隔开。

2.根据权利要求1所述的纤维束，其中：

所述多个增强长丝(158)包括第一长丝和第二长丝；

所述多个聚合物纳米颗粒(200)包括连接至所述第一长丝的第一聚合物纳米颗粒和连接至所述第二长丝的第二聚合物纳米颗粒；和

所述第一聚合物纳米颗粒接触所述第二长丝和/或所述第二聚合物纳米颗粒。

3.根据权利要求1所述的纤维束，其中：

所述聚合物纳米颗粒(200)具有10-200纳米的颗粒横截面宽度。

4.根据权利要求1所述的纤维束，其中所述聚合物纳米颗粒(200)由下列的至少一个组成：

热塑性材料：丙烯酸类树脂、碳氟化合物、聚酰胺、聚烯烃、聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚氨酯、聚芳醚酮、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚砜和聚苯砜；

热固性材料：聚氨酯、酚醛树脂、聚酰亚胺、磺化聚合物、导电聚合物、苯并嗪、双马来酰亚胺、氰酸酯、聚酯、环氧树脂、硫醇和倍半硅氧烷。

5.根据权利要求1所述的纤维束，其中所述聚合物纳米颗粒(200)由聚苯硫醚或聚苯胺组成。

6.根据权利要求1所述的纤维束，其中：

至少一部分所述聚合物纳米颗粒(200)是具有封装芯(212)的护套(210)的皮芯型纳米颗粒(208)，所述护套由不同于所述芯的材料形成；以及

所述护套连接至至少一个增强长丝。

7.根据权利要求6所述的纤维束，其中：

所述护套(210)由熔化熔合至所述增强长丝的热塑性材料形成。

8.制造复合结构的方法，其包括：

在预浸渍或树脂浸渍纤维束中的一个之前，将多个聚合物纳米颗粒(200)直接且独立地连接至所述纤维束的一个或多个增强长丝(158)，所述聚合物纳米颗粒彼此间隔位于在所述增强长丝中一个或多个上，每个增强长丝具有长丝横截面宽度；

所述聚合物纳米颗粒(200)具有小于所述长丝横截面宽度的颗粒横截面宽度；

在预浸渍或树脂浸渍所述纤维束中的一个之前或期间使用所述聚合物纳米颗粒(200)经由所述纳米颗粒维持邻近增强长丝(158)之间的长丝间隔；和

所述聚合物纳米颗粒具有配置为在所述树脂的固化温度以下保持固态，并作为所述聚合物纳米颗粒的温度达到所述树脂的固化温度的结果而溶解在所述树脂中的材料组合物。

9.根据权利要求8所述的方法，其中：

至少一部分所述聚合物纳米颗粒(200)连接至至少一个所述增强长丝(158)和/或至其它聚合物纳米颗粒(200)。

10.根据权利要求8所述的方法，其中至少一部分所述聚合物纳米颗粒(200)是具有封装芯(212)的护套(210)的皮芯型纳米颗粒(208)，将所述聚合物纳米颗粒(200)连接至一个或多个增强长丝(158)的所述步骤包括：

至少部分地将所述聚合物纳米颗粒(200)的所述护套熔化熔合至一个或多个增强长丝(158)。