[发明专利]功能化玻璃纤维增强双马来酰亚胺复合材料的制备方法

摘要

本发明属于纳米技术领域，具体涉及一种功能化玻璃纤维增强双马来酰亚胺复合材料的制备方法。本发明将碳纳米管经过纯化，再进行羧基化，酰化后，将酰化的碳纳米管与带有活性氨基的偶联剂反应，得到碳纳米管表面接枝有偶联剂，再将表面接枝有偶联剂的碳纳米管与玻璃纤维反应，得到功能化玻璃纤维增强体；最后将得到的增强体和双马来酰亚胺树脂复合，得到玻璃纤维增强双马来酰亚胺复合材料。本发明反应步骤简单，利用碳纳米管的强度和韧性改性玻璃纤维，制备的增强体可以强韧化树脂基体，显著提高复合材料的界面粘结强度以及复合材料的各项力学性能。本发明制备的复合材料可以广泛应用于航空航天、汽车船舶、交通运输、机械电子以及民用等技术领域。

主权项

功能化玻璃纤维增强双马来酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：(1)称取0.1～1×10g干燥的碳纳米管和10～1×104mL无机酸混合，在1~120kHz超声波或10 r/min~106 r/min的离心速度搅拌下处理0.1～24小时，然后加热至20～150℃，反应1～48小时，经去离子水稀释洗涤，微孔滤膜抽滤，洗涤至滤液呈中性，在温度为25～150℃下真空干燥1～48小时，得到纯化的碳纳米管；(2)将步骤(1)中得到的纯化碳纳米管0.1～1×10g和强氧化性酸1～1×103mL混合，在1~120kHz超声波或10 r/min~106 r/min的离心速度搅拌下处理0.1～80小时，然后加热到25～120℃，搅拌并回流反应1～80小时，经去离子水稀释洗涤，超微孔滤膜抽滤，洗涤至滤液呈中性，在25～200℃温度下真空干燥1～48小时，得到酸化的碳纳米管；(3)将步骤(2)所得酸化的碳纳米管0.1～1×10g与酰化试剂1～1×104g混合，以1~120kHz超声波或10 r/min~106 r/min的离心速度搅拌下处理0.1~80小时后，加热到25～220℃，搅拌并回流反应0.5～100小时，抽滤并洗涤除去酰化试剂及副产物，得到酰化的碳纳米管；(4)将步骤(3)所得酰化的碳纳米管0.1～1×10g与1～1×103mL的偶联剂混合，以1~120kHz超声波或10 r/min~106 r/min的离心速度搅拌下处理0.1~80小时后，在5~200℃温度下反应0.5～48小时，过滤并洗涤，在25~200℃温度下真空干燥0.1～48小时，得到碳纳米管表面接枝有偶联剂；(5)将步骤(4)所得表面接枝有偶联剂的碳纳米管0.1～1×10g和1～1×103mL有机溶剂混合，以1~120kHz超声波或搅拌处理1分钟～24小时，使表面接枝有偶联剂的碳纳米管均匀分散在有机溶剂中，在5～150℃温度下，加入干燥的玻璃纤维1～1×103g，反应1分钟～96小时后，过滤并洗涤，在25~200℃温度下真空干燥0.1～48小时，得到功能化玻璃纤维增强体；(6)将步骤(5)得到的表面接枝有碳纳米管的玻璃纤维增强体1～1×102g、双马来酰亚胺树脂1～1×103g和共聚改性体1～1×103g经模压复合成型，在温度为90～280℃下真空除泡反应0.5～48小时，得到功能化玻璃纤维增强双马来酰亚胺树脂复合材料。