[发明专利]一种三明治结构的碳纤维及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三明治结构的碳纤维的制备方法，其特征在于，该方法包括：

S1，碳纤维脱浆处理，得到去浆碳纤维；

S2，去浆碳纤维在羧甲基纤维素水溶液中浸泡，取出后真空干燥处理，获得表面包覆羧甲基纤维素的碳纤维；

S3，将经过S2处理后的碳纤维在前驱体溶液中浸泡，取出后真空干燥处理，获得表面生长有二氧化锆的碳纤维；

前驱体溶液是浓度为25g/L的正丁醇锆溶液、氧氯化锆溶液或正丙醇锆溶液，前驱体溶液的溶剂为乙醇和甲苯按照体积比为1:1混合制得；

S4，将经过S3处理后的碳纤维在氨基酸溶液中浸泡，取出后真空干燥处理，获得表面依次包覆有羧甲基纤维素、二氧化锆和氨基酸的三明治结构碳纤维；

氨基酸溶液是浓度为3-5g/L的组氨酸溶液、甘氨酸溶液、丙氨酸溶液或丝氨酸溶液，氨基酸溶液的溶剂由催化剂、4-二甲氨基吡啶和N,N-二甲基甲酰胺组成；催化剂为二环己基碳二亚胺、多聚磷酸、浓硫酸、浓盐酸、氯化亚砜或对甲基苯磺酸中一种或几种混合。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，羧甲基纤维素水溶液浓度为0.75g/L。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2中浸泡时间为10-15min，浸泡温度为25-30℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S3中浸泡时间为10-15min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S4中浸泡时间为24-48h，浸泡温度为40-50℃。

6.一种应用权利要求1所述的制备方法得到的三明治结构碳纤维制备的复合材料，其特征在于，以环氧树脂和三明治结构碳纤维为原料制成。

7.一种权利要求6所述的复合材料的成型方法，其特征在于，为真空辅助树脂灌注成型或机械热压成型。