[发明专利]一种填料分布取向可调的聚合物复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种填料分布和/或取向可调的聚合物复合材料，其组成包括：填料和聚合物基体；

所述填料为0维颗粒、1维纤维或2维片层；

所述聚合物基体由聚偏氟乙烯、环氧树脂、聚偏氟-三氟乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰亚胺中的一种或多种材料构成；

所述0维颗粒、1维纤维或2维片层填料在所述复合材料内部z轴方向不同区域体积分数在0％-90％范围内可调，从而形成梯度变化的复合结构；和/或

所述1维纤维或2维片层在所述复合材料内部取向角度在0度至180度范围内可调，从而形成平行、正交及其他复合结构。

2.根据权利要求1所述的聚合物复合材料，其特征在于：

所述0维颗粒的直径为100nm至1μm；

所述1维纤维的直径为100nm至1μm，长度为1μm至1mm；

所述2维片层的直径为1μm至1mm，厚度为1nm至1μm。

3.制备权利要求1或2所述的聚合物复合材料的方法，包括：

1)采用静电纺丝，滚筒接受的方式，将填料/聚合物纺丝前驱溶胶制成聚合物/填料复合无纺布；

2)将所述聚合物/填料复合无纺布热压形成聚合物/填料复合材料；

步骤1)中，通过将填料体积分数不同的一系列填料/聚合物纺丝前驱溶胶按顺序依次交替纺丝，得到填料梯度分布的聚合物/填料复合无纺布，即实现填料分布的可调；

通过调节滚筒转速使填料形成取向，其中，所述滚筒的转速设定为0-5000r/min；或通过改变滚筒的接受角度，形成填料取向交错的复合结构的聚合物/填料复合无纺布，从而实现填料取向的可调。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述方法步骤2)中，所述热压的温度为100℃-400℃，热压的时间为0-60min。

5.一种调控聚合物复合材料的内部填料的分布和/或取向的方法，包括：

将填料体积分数不同的一系列填料/聚合物纺丝前驱溶胶按顺序依次交替纺丝，以调控聚合物复合材料的内部填料的分布；

和/或

在采用静电纺丝，滚筒接受的方式将填料/聚合物纺丝前驱溶胶制成聚合物/填料复合无纺布时，调节滚筒转速使填料形成取向；或改变滚筒的接受角度，形成填料取向交错的复合结构的聚合物/填料复合无纺布，从而调控聚合物复合材料的内部填料的取向，

其中，所述滚筒的转速设定为0-5000r/min。