[发明专利]具有高疲劳强度的CF/PEEK复合材料及其制备方法

权利要求书

1.具有高疲劳强度的CF/PEEK复合材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：

（1）将CF表面原有的上浆剂高温分解；高温分解是指在300-420 ℃下烧结5-180 min；

（2）在饱和水蒸气环境中，对CF同时进行微波辐射和紫外光辐照，产物记为ACF；饱和水蒸气的相对湿度大于95%；微波辐射时间为3-30 min，微波频率为300 MHz-10 GHz；辐照紫外光波长为290-340 nm，紫外辐照度为20-50 W/m²；

（3）将ACF浸入聚醚酰亚胺/二氯甲烷/碳纳米管悬浮液，取出后干燥，得到上浆改性碳纤维MCF；

聚醚酰亚胺/二氯甲烷/碳纳米管悬浮液中，聚醚酰亚胺含量为0.2-3 wt. %，碳纳米管含量为0.01-0.1 wt. %，通过5-60 min超声分散制备稳定的悬浮液，碳纳米管为羧基改性的单壁或多壁碳纳米管，聚醚酰亚胺的重均分子量大于50000；浸入时间为10-180 min；干燥至含水量小于0.5 wt. %；

（4）将MCF与PEEK材料叠层热压；PEEK材料的重均分子量为30000-150000；叠层热压的工艺参数：温度370-420 ℃，压力0.5-5 MPa，加载时间3-30 min；

即得具有高疲劳强度的CF/PEEK复合材料。

2.根据权利要求1所述的具有高疲劳强度的CF/PEEK复合材料的制备方法，其特征在于，CF为缎纹织物形式。

3.根据权利要求1所述的具有高疲劳强度的CF/PEEK复合材料的制备方法，其特征在于，PEEK材料的形态为薄膜、无纺布毡、粉末或纤维。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的具有高疲劳强度的CF/PEEK复合材料的制备方法制得的具有高疲劳强度的CF/PEEK复合材料，其特征是：弯曲强度为700-800 MPa，10⁷次循环弯曲疲劳强度为360-440 MPa，弯曲模量为55-62 GPa，层间剪切强度为87-100 MPa，冲击后的剩余压缩强度为220-260 MPa。