[发明专利]一种碳纤维织物增强热塑性复合材料的制备方法

说明书

本发明提供一种碳纤维织物增强热塑性复合材料的制备方法，所述制备方法为：对MAPP粒料进行热处理与红外分析；将PP粒料与MAPP粒料混合造粒；分别将MAPP粒料与PP粒料的混合粒，进行熔融注塑，制得矩形样条；利用平板硫化机在210℃温度下压制成膜，制成PP薄膜；采用三段式加压的方式对平板模具进行加压，制得的复合材料冷却至室温成型；对压制好的复合材料分别进行拉伸性能、弯曲性能、冲击性能、层间剪切测试。本发明通过对制得的不同配比的复合材料分别进行拉伸性能、弯曲性能、冲击性能、层间剪切测试，制得的不同配比的复合材料的拉伸性能、弯曲性能、冲击性嫩以及层间剪切性能均有所提高。

技术领域

本发明属于复合材料的制备方法领域，尤其涉及一种碳纤维织物增强热塑性复合材料的制备方法。

背景技术

复合材料是由两种或者两种以上不同性质的材料通过物理或者化学的方法在宏观上组成具有新的性能的材料，古代普通建筑用的土坯是一种由胶泥和农作物秸秆制成的复合材料，20 世纪40 年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢），从此出现了复合材料这一名称。50 年代以后，陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70 年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合，构成各具特色的复合材料。

现代高科技的发展离不开复合材料，复合材料对现代科学技术的发展，有着十分重要的作用。聚合物基复合材料是目前复合材料的主要品种，产量远远超过其他的复合材料，按照基体的不同可以分为两大类：热塑性复合材料和热固性复合材料。树脂基复合材料已经在航空航天、汽车工业、运动器材和建筑等领域得到了广泛的应用，复合材料的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模，已成为衡量一个国家科学技术先进水平和居民生活水平的重要标志之一。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种碳纤维织物增强热塑性复合材料的制备方法，包括碳纤维织物、PP粒料、MAPP粒料、热重分析仪、微型双螺杆挤出机、平板硫化机、鼓风机，所述碳纤维织物增强热塑性复合材料的制备方法为：

S1：对MAPP粒料进行热处理与红外分析：采用热重分析仪，在氮气气氛下，用温控磨具在150℃和210℃条件下分别对MAOO粒料进行热处理20min，并分别对纯的pp粒料、MAPP粒料、在150℃处理过的MAPP粒料以及在210℃处理过的MAPP粒料进行红外光谱的表征；

S2：将PP粒料与MAPP粒料混合造粒：将MAPP粒料与PP粒料按照MAPP粒料/PP粒为5%-20%的重量份进行配比，并将混合配比后的粒料分别放入微型双螺杆挤出机中，将螺速首先调至40rpm，转动4min后再将螺速调至50rpm，转动3min，挤出MAPP粒料与PP粒料的混合粒，进行混合造粒；

S3：将MAPP粒料与PP粒料的混合粒，进行熔融注塑，制得矩形样条；

S4：压制成PP薄膜：将矩形样条放置在两块平板模具中，利用平板硫化机在210℃温度下压制成膜，制成PP薄膜；

S5：复合材料压板成型：先将碳纤维织物与PP薄膜放进鼓风机在80℃的温度下烘干8h，再将烘干后的碳纤维织物与PP薄膜交替叠放在已经预热的平板硫化机的平板模具内，当平板模具升温至220℃采用三段式加压的方式对平板模具进行加压，制得的复合材料冷却至室温成型；

S6：对压制好的复合材料分别进行拉伸性能、弯曲性能、冲击性能、层间剪切测试。

优选的，所述MAPP粒料是通过对PP粒料的分子链进行接枝改性，在PP粒料的大分子链上引入极性的支链来改善PP粒料分子链的刚性、亲水性、亲油性、与无机填料的相容性。

优选的，所述热重分析仪的型号为德国耐驰209 F1型，升温速率为10 ℃/min，最高温度为300℃。

优选的，所述PP薄膜压制成后长度为200mm、宽度为150mm、厚度为0.2mm。