[发明专利]具有高层间剪切强度和弯曲强度的CF/PEEK及其制备方法

权利要求书

1.具有高层间剪切强度和弯曲强度的CF/PEEK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；

(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％；微波辐射的时间为3-30min，微波频率为300MHz-10GHz；辐照紫外光波长为290-340nm，紫外辐照度为20-50W/m²；

(3)将ACF浸入磺化聚醚醚酮/二甲基亚砜/碳纳米管悬浮液，取出后干燥，得到上浆改性碳纤维MCF；磺化聚醚醚酮/二甲基亚砜/碳纳米管悬浮液中，磺化聚醚醚酮完全溶解且含量为0.2-3wt.％，碳纳米管含量为0.01-0.1wt.％，通过5-60min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；

磺化聚醚醚酮通过PEEK与浓硫酸磺化反应来制备，过程为：在室温下按0.01-0.3g/ml的配比将干燥的PEEK粉末缓慢加入到98wt.％浓硫酸中，搅拌至粉末完全溶解，将溶液升温至50-55℃，搅拌1-5h，冷却至室温，在搅拌下将冷却的溶液缓慢加入到过量冰水中，沉淀物析出，用去离子水洗涤沉淀物直至pH值为7，在真空烘箱中完全干燥，得到产物磺化聚醚醚酮；

ACF浸入到悬浮液中的时间为5-120min；

干燥至含水量小于0.5wt.％；

(4)将MCF与PEEK材料叠层热压；

即得具有高层间剪切强度和弯曲强度的CF/PEEK。

2.根据权利要求1所述的具有高层间剪切强度和弯曲强度的CF/PEEK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所述的具有高层间剪切强度和弯曲强度的CF/PEEK的制备方法，其特征在于，所述高温分解是指在300-420℃下烧结5-180min。

4.根据权利要求1所述的具有高层间剪切强度和弯曲强度的CF/PEEK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；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0.5-5MPa，加载时间3-30min。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的具有高层间剪切强度和弯曲强度的CF/PEEK的制备方法制得的具有高层间剪切强度和弯曲强度的CF/PEEK，其特征是：弯曲强度为850-1100MPa，弯曲模量为55-65GPa，层间剪切强度为95-110MPa，冲击后的剩余压缩强度为220-260MPa。