[发明专利]一种碳纤维织物增强尼龙复合材料的制备方法在审
申请号: | 201811011214.3 | 申请日: | 2018-08-31 |
公开(公告)号: | CN109278318A | 公开(公告)日: | 2019-01-29 |
发明(设计)人: | 包海峰;张承启;王蕾;胡睿青 | 申请(专利权)人: | 武汉纺织大学 |
主分类号: | B29C70/34 | 分类号: | B29C70/34;B29C70/54 |
代理公司: | 武汉市首臻知识产权代理有限公司 42229 | 代理人: | 刘牧 |
地址: | 430205 湖*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 预制件 制备 成型 编织纱 碳纤维 混编 尼龙 芯模 制取 预处理 尼龙复合材料 热处理 尼龙树脂 碳纤维束 织物增强 种碳纤维 无水乙醇溶液 碳纤维织物 复合材料 合模加热 尼龙长丝 平面织物 热压工艺 形状织物 有机溶剂 组织结构 界面层 包缠 醇溶 芯纱 浸泡 浸润 应用 | ||
一种碳纤维织物增强尼龙复合材料的制备方法,依次包括制取碳纤维/尼龙编织纱、制备预制件、预处理、热处理成型这四个步骤,其中,制取碳纤维/尼龙编织纱中以碳纤维束为芯纱,在碳纤维束表面包缠尼龙长丝,制备预制件中以编织纱制取代表平面织物的混编预制件与代表特殊形状织物的芯模预制件,预处理中对混编预制件或芯模预制件进行依次的有机溶剂、醇溶尼龙无水乙醇溶液浸泡,最后在热处理成型中对混编预制件或芯模预制件分别采取热压工艺成型、合模加热成型以获得所述的复合材料。本设计不仅能使尼龙树脂较易浸润碳纤维织物、便于尼龙树脂与碳纤维形成良好的界面层,而且组织结构丰富、应用范围较广。
技术领域
本发明涉及一种复合材料的制备方法,尤其涉及一种碳纤维织物增强尼龙复合材料的制备方法,具体适用于使尼龙树脂较易浸润碳纤维织物。
背景技术
尼龙是一种半透明结晶性的工程塑料,耐摩擦,耐腐蚀,具有优异的机械性能,在汽车制造、机械加工、电子电器、航空航天等领域应用广泛。但是单纯的尼龙树脂强度较低,通常要与增强纤维复合制备力学性能优异的复合材料。碳纤维是一种含碳量在90%以上无机碳材料,其可与树脂制成力学性能优异的复合材料。
现有的碳纤维织物增强尼龙复合材料,具有组织结构较为单一,经纬交织点不易被尼龙树脂浸润的缺陷,同时,由于碳纤维表面官能团较少,纤维与树脂复合效果较差,碳纤维表面多通过酸蚀引入活性基团,但此种方法对碳纤维损伤较大,使碳纤维的强度下降明显,有文献中为改善浸润性,用甲酸或极性溶剂溶解尼龙,该种方式操作比较麻烦,并且极性溶剂容易污染环境。
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的尼龙树脂不易浸润碳纤维织物的缺陷与问题,提供一种尼龙树脂较易浸润碳纤维织物的碳纤维织物增强尼龙复合材料的制备方法。
为实现以上目的,本发明的技术解决方案是:一种碳纤维织物增强尼龙复合材料的制备方法,所述制备方法依次包括以下步骤:
制取碳纤维/尼龙编织纱:以碳纤维束为芯纱,在碳纤维束表面包缠尼龙长丝以制取碳纤维/尼龙编织纱;
制备预制件:将上述编织纱织造为平纹织物、斜纹织物、缎纹织物或三维织物以作为混编预制件,或将上述编织纱缠绕在芯模上成型为芯模预制件;
预处理:先将上述混编预制件或芯模预制件放入有机溶剂中去除杂质,再将混编预制件或芯模预制件浸泡在醇溶尼龙无水乙醇溶液中,该醇溶尼龙无水乙醇溶液为醇溶尼龙与无水乙醇混合之后的溶液,浸泡完毕后,取出混编预制件或芯模预制件,并进行烘干;
热处理成型:对上述烘干后的混编预制件或者芯模预制件进行热处理,以获得所述的复合材料。
所述尼龙长丝是指分子主链中含有重复酰胺基团的尼龙长丝。如尼龙6长丝、尼龙66长丝、尼龙610长丝、尼龙612长丝、尼龙1010长丝、尼龙12长丝等。
所述碳纤维/尼龙编织纱的制取工艺为:
先将碳纤维束至于中间轴位置,再在碳纤维束四周设置多根尼龙长丝,然后将多根尼龙长丝沿8字型轨道运动,以对位于中间轴的碳纤维束进行包缠。
所述将上述混编预制件或芯模预制件放入有机溶剂中去除杂质是指:
先将混编预制件或芯模预制件放入有机溶剂中浸泡2―4h,再在浸泡的状态下继续超声清洗10―20min;所述有机溶剂为分析纯;所述杂质包括环氧浆料。
所述有机溶剂为丙酮、氯仿或N,N-二甲基甲酰胺。
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