[发明专利]原位合成的PEKK/CF复合材料的密度纯化法

说明书

本发明通过材料密度间的差异,通过筛选溶剂和溶液，将原位合成的聚醚酮酮(PEKK)/碳纤维(CF)复合粉末与合成过程中未被PEKK包裹的CF粉末和未包裹CF的PEKK粉末进行分离，达到对原材料纯化的目的，提高PEKK/CF复合材料的纯度，该方法科学合理，简单可行，操作性强，也为其它粉末复合材料的纯化提供了借鉴。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，是一种通过杂质与复合材料密度间差异将复合材料纯化的方法。

背景技术

聚醚酮酮(PEKK)基碳纤维(CF)热塑性复合材料具有较高的耐温性能、优异的机械性能、阻燃性和低发烟性、耐腐蚀性、耐水解、耐辐射、表面可修饰、可修复性等优异的性能，在航空航天、汽车领域、风电叶片、压力容器、建筑市场、 轨道交通、定制结构、3D打印等方面受到广泛的关注。

通过原位合成的PEKK/CF复合材料可以改善PEKK与CF间的界面结合性能，但是原位合成的粉末中不可避免的混合着未被包裹的CF，以及未包裹CF的PEKK，这些粉末对于PEKK/CF而言，都是杂质，影响后续制备复合材料的性能。为了将这些杂质去除，我们通过PEKK、CF和PEKK/CF三者密度间的差异，选取密度介于CF与PEKK/CF之间的溶剂或者溶液，将二者分开；再选取密度介于PEKK/CF与PEKK之间的溶剂或者溶解，将二者分开，从而达到纯化PEKK/CF复合材料的目的。另外，还可以用此方法筛选特定密度范围的PEKK/CF复合粉末，如60 wt%的PEKK和40 wt%的CF复合粉末等。该方法操作简单，并且可行性强，对纯化PEKK/CF复合材料具有重要意义，对于其他粉末复合材料的纯化具有借鉴意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简单可行的密度筛选法将原位合成的PEKK/CF复合材料中混合的PEKK粉末以及CF粉末去除，另外，本方法还可以筛选特定密度范围的PEKK/CF复合粉末。

本发明的技术解决方案如下：

本发明所述的纯化PEKK/CF复合材料的溶剂或者溶液，可以是有机溶剂，如：二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等；也可以是一种或者多种溶解度较大的多种无机盐溶液，如：氯化锌、硅酸钠、硝酸铵等；也可以是经过稀释的中强酸，如磷酸；还可以是离子液体。

优选为一种或者多种溶解度较大的多种无机盐溶液，如：氯化锌、硝酸铵、硅酸钠等。

其中，PEKK/CF复合粉末与溶剂或者溶液的质量配比为：小于等于1:9，具体溶液或者溶剂的量能够使复合粉末在溶液或者溶剂中分层即可。优选为：1:18。

将复合粉末放入溶剂或者溶液中，加入磁子，搅拌速度为100 r/min - 1000 r/min，优选为500 r/min，可辅助超声处理，超声时间为5 min - 60 min，优选为20 min，然后静置，等待分层。

本发明的工艺流程包括以下两个步骤：步骤不分前后顺序。

(1)将PEKK与复合粉末分开：选择密度大于PEKK且小于PEKK/CF的溶液或者溶剂，优选无机盐溶液。具体操作如下：将复合粉末放在溶液或者溶剂里，加入磁子，充分搅拌均匀，并辅以超声处理，然后静置等待出现分层现象。出现分层后，上层的粉末为PEKK，将上层的粉末取出，剩下的溶液进行多次加溶液或者溶剂进行搅拌和静置，直至溶液上层再无粉末。然后将下部的粉末和溶液或者溶剂进行抽滤并多次洗涤。

(2)将CF与复合粉末分开：选择密度大于PEKK/CF且小于PEKK的溶液或者溶剂，优选无机盐溶液。具体操作如下：将复合粉末放在溶液或者溶剂里，加入磁子，充分搅拌均匀，并辅以超声处理，然后静置等待出现分层现象。出现分层后，此时下层的粉末为CF。将上层的粉末和溶液或者溶剂取出，继续加溶液或者溶剂进行多次搅拌和静置，直至下层再无粉末沉淀。然后将剩余部分的粉末和溶液或者溶剂进行抽滤并多次洗涤。