[发明专利]一种石英纤维表面改性方法

摘要

本发明公开了一种石英纤维表面改性方法，属于石英纤维复合材料技术领域，涉及到二氧化硅粒子在石英纤维表面自组装的方法。包括以下步骤：粒径100-600nm的单分散SiO2小球的制备；石英纤维的烧蚀和浸溶的表面处理，将经过表面处理的石英纤维浸没在溶胶中使石英纤维表面涂覆一层带正电荷的金属氧化物薄膜；将带正电荷的石英纤维浸没在二氧化硅胶体颗粒的悬浊液中，从而得到产品。本发明石英纤维经过铝溶胶(或其他溶胶)、硅溶胶处理，使得石英纤维表面涂覆两层无机物质，提高了石英纤维在高温下的力学性能，改善了高温下石英纤维基复合材料的界面性能，提高了高温下复合材料的力学性能。

主权项

一种石英纤维表面改性方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)二氧化硅小球的制备将氨水、水和乙醇在反应器中混合，至于恒温加热磁力搅拌器中常温25℃搅拌10min，然后缓慢滴入正硅酸乙酯，其中正硅酸乙酯摩尔浓度0.01 0.06mol/L，氨水摩尔浓度0.1 0.4mol/L，去离子水浓度0.5 1.0mol/L，然后密闭搅拌至反应完成，其中反应时间240 480min，搅拌速度200 1000r/min，静置陈化3 6h，离心，最后将SiO2沉淀洗涤至中性，于室温 100℃下干燥即得到不同粒径100 600nm的单分散SiO2小球；(2)石英纤维的表面处理①烧蚀将石英纤维置于马弗炉内进行热处理，在300 500℃下进行烧烛，此时再恒温30分钟，然后在空气中自然冷却至室温；②浸溶将烧蚀过并冷却的样品浸泡于甲苯、丙酮、THF或混酸中的一种，浸泡时间为4 12h，作用是充分除去石英纤维表面的有机浸润剂，浸泡之后置于烘箱中烘干，烘箱温度范围为室温 100℃，烘干后取出，在空气中自然冷却至室温；其中混酸为盐酸和硫酸的混合物；(3)在石英纤维上涂覆表面带正电荷的金属氧化物薄膜室温下，将经过表面处理的石英纤维浸泡在铝溶胶、氢氧化铁溶胶、氧化铜溶胶、氧化亚铜溶胶、二氧化锡溶胶、氧化锌溶胶、氧化镐溶胶、氧化钇溶胶、二氧化钛溶胶或贵金属Pd、Rh、Ag、Au、Pt溶胶中的一种或几种的混合物中8 24h，室温 100℃下干燥；(4)二氧化硅粒子在石英纤维表面的自组装将步骤(3)经过表面处理的石英纤维浸入到体积分数为0.50％ 5％的步骤1制备的二氧化硅胶体颗粒的悬浊液中，二氧化硅颗粒悬浊液的pH为9 14，而后置于水浴锅中加热，温度为40 80℃，使溶剂乙醇挥发，二氧化硅小球可在石英纤维表面自组装为单层膜，单层膜的厚度100nm 600nm。