[发明专利]碳纤维/碳纳米管/双马来酰亚胺树脂混杂复合材料的制备方法

摘要

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种碳纤维/碳纳米管/双马来酰亚胺树脂混杂复合材料的制备方法。本发明将纯化的碳纳米管和干燥的碳纤维经过表面羧基化、酰氯化后，再在其上引入具有特征结构的二元胺或多元胺，则碳纳米管和碳纤维表面上接有大量的二元胺或多元胺，再将接有此胺基的碳纳米管与双马来酰亚胺树脂进行加成反应，以得到含有碳纳米管的双马来酰亚胺树脂线性嵌段聚合物作为基体和碳纤维按一定方式复合，最后形成以共价键相连的多维混杂复合材料结构。此发明利用碳纳米管的强度和韧性强韧化双马来酰亚胺，提高与碳纤维基面的粘结强度，从而提高碳纤维/碳纳米管/双马来酰亚胺树脂多维混杂复合材料的整体性能，拓宽碳纤维、碳纳米管和双马来酰亚胺树脂的应用。

主权项

一种碳纤维/碳纳米管/双马来酰亚胺树脂混杂复合材料的制备方法，其特征在于制备步骤如下：(1)称取1～1×102g将干燥的碳纳米管和10g～1×103g有机酸混合，在1～120kHz超声波或10r/min～106r/min的转速下处理1～80小时，然后加热至20～180℃，反应1～48小时，以微滤膜抽滤，反复洗涤至中性，在25～150℃温度下真空干燥1～48小时，得到纯化的碳纳米管；(2)将1～1×102g干燥的碳纤维、步骤(1)中得到的纯化碳纳米管1～1×102g分别和强氧化性酸1～1×104mL混合，在1～120kHz超声波下处理1～80小时，然后加热到25～120℃，搅拌并回流反应1～80小时，超微孔滤膜抽滤，反复洗涤至溶液呈中性，在25～200℃温度下真空干燥1～48小时，分别得到酸化的碳纤维和碳纳米管；(3)加入步骤(2)所得酸化的碳纤维和碳纳米管1～1×102g分别和酰化试剂10～1×104g，以1～120kHz超声波处理0.1～10小时后，加热到25～220℃，搅拌并回流反应0.5～100小时，抽滤并反复洗涤除去酰化试剂，分别得到酰基化的碳纤维和碳纳米管；(4)加入步骤(3)所得酰化碳纤维和碳纳米管1～1×102g分别和二元胺或多元胺10～1×104g，以1～100kHz超声波处理1～100小时，然后在25～200℃温度下反应0.5～100小时，抽滤并反复洗涤，在25～200℃温度下真空干燥1～48小时，分别得到表面带有活性氨基的接枝型碳纤维和碳纳米管；(5)加入步骤(4)所得表面带有活性氨基的碳纳米管1～1×102g和双马来酰亚胺10～1×104g，升温至树脂基体熔融后，搅拌分散均匀并在真空条件下除气泡，同时进行加成反应，得到含有碳纳米管的双马来酰亚胺树脂线性嵌段聚合物；(6)加入步骤(5)所得到含有碳纳米管的双马来酰亚胺树脂线性嵌段聚合物100g作为基体，和步骤(4)所得到的表面带有活性氨基的接枝型碳纤维反应，真空除泡，得到含碳纤维/碳纳米管/双马来酰胺树脂多维混杂复合材料。