[发明专利]一种高性能纤维预浸工艺

说明书

本发明公开了一种高性能纤维预浸工艺，包括以下步骤：纤维放卷、干燥；将干燥后的纤维浸入膨润液，膨润时间为25‑40s，然后将膨润后的纤维速冻至‑30℃，然后在‑0.1Mpa下干燥后，得到膨润纤维；将膨润纤维浸入预浸料中10‑15s，然后100‑120℃烘干得到高性能纤维，本发明克服了现有技术的不足，使环氧树脂胶与纤维的结合强度得到显著提高，增强了纤维的抗拉伸性能。

技术领域

本发明涉及纤维生产技术领域，具体属于一种高性能纤维预浸工艺。

背景技术

溶液浸渍法是把树脂基体各组分按规定的比例，溶解于低沸点溶剂中，使成一定浓度的溶液，然后将纤维束或织物以规定的速度通过树脂基体溶液，使其浸上定量的树脂基体，该法必须有除去溶剂的工序。溶液浸渍法的优点主要是增强材料容易被树脂基体浸透，可以制造薄型预浸料，也可制造厚型预浸料，设备造价相对较低；但是，需要干燥炉除去溶剂或进行溶剂回收，处理不当会引起燃烧或引起环境污染，而且预浸料往往残留一定量的溶剂，成型时易形成空隙，影响材料的性能。而采用预浸工艺对碳纤维进行处理以增强碳纤维的力学性能，方法与溶液浸渍法类似，但是仍然存在预浸料固化后与碳纤维结合强度不足，导致预浸工艺处理后的碳纤维力学性能较差，且表面存在孔隙的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能纤维预浸工艺，克服了现有技术预浸料与纤维结合强度差，预浸处理后的纤维的力学性能差的问题。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种高性能纤维预浸工艺，包括以下步骤：

S1，纤维放卷、干燥；

S2，将干燥后的纤维浸入膨润液，膨润时间为25-40s，然后将膨润后的纤维速冻至-30℃，然后在-0.1Mpa下干燥后，得到膨润纤维；

S3，将膨润纤维浸入预浸料中10-15s，然后100-120℃烘干得到高性能纤维。

其中，步骤S3中膨润纤维浸入预浸料中时，使用功率为800W的超声波清洗机超声。

其中，所述的膨润液由以下重量份的原料混合而成：水150份、乙醇75份和胺型树枝状高分子8份。

其中，所述的胺型树枝状高分子为聚酰胺。

其中，所述的预浸料为混合环氧树脂。

其中，所述的混合环氧树脂由以下重量份的原料组成：环氧树脂胶50-60份、环氧丙烷丁基醚1-3份和改性聚乙烯醇纤维5-8份。

其中，所述的改性聚乙烯醇纤维的制备方法为：将1份的聚乙烯醇纤维分散于20份的含有1份草酰氯的DMF溶液中，加热至40℃，搅拌反应10小时，过滤干燥后，得到酰氯化聚乙烯醇纤维，然后，将酰氯化聚乙烯醇纤维分散于30份含有2份α-氨基丙酸、0.5份碳酸钠的四氯化碳溶液中，25℃，搅拌混合4小时，过滤、水洗，得到α-氨基丙酸改性聚乙烯醇纤维。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：

1、本发明采用膨润工艺对纤维进行膨润，膨润液采用含有树枝状高分子的乙醇和水的混合液，乙醇和水可有效的清除纤维表面的可溶性杂质和灰尘，同时纤维表面的毛刺得到浸润，同时树枝状的高分子进入纤维表面的毛刺内，使纤维表面的毛刺被撑开，然后在速冻和真空干燥的作用下，纤维表面形成了粗糙的结构。

2、膨润后的纤维表面含有树枝状高分子聚酰胺，聚酰胺中的胺基和酰基与混合环氧树脂中的环氧丙烷丁基醚的醚基和环氧官能团亲和力强，使环氧树脂胶能充分的浸入纤维的表层结构，同时在聚酰胺的催化作用下，混合环氧树脂发生固化，使环氧树脂胶与纤维的结合强度得到显著提高，增强了纤维的抗拉伸性能；