[发明专利]一种石英纤维表面原位生长碳纳米管增强环氧树脂复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种石英纤维表面原位生长碳纳米管增强环氧树脂复合材料的制备方法。本发明将石英纤维表面处理上一层催化剂颗粒，利用化学气相沉积（CVD）法使催化剂引发分解碳源生成碳纳米管，制备了表面长有均匀碳纳米管阵列的石英纤维。在超声波振荡和高速搅拌下，环氧树脂和固化剂充分混合均匀，采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)，将得到的表面长有均匀碳纳米管阵列的石英纤维布和环氧树脂复合，提高与石英纤维的界面粘结强度，从而提高石英纤维-碳纳米管/环氧树脂复合材料的层间剪切强度性能。

主权项

一种石英纤维表面原位生长碳纳米管增强环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将催化剂颗粒和溶剂在超声振荡或高速搅拌下混合均匀，静置，得到浓度为0.1～0.5mol/L的催化剂溶液；所述催化剂颗粒为硝酸钴、硝酸镍、硝酸铁、硫酸镍中的任一种；所述溶剂为去离子水、无水乙醇、异丙醇中的任一种；（2）裁取一定尺寸大小的玻璃布，将其浸渍在所述催化剂溶液中4～6h，然后取出置于培养皿中，在温度为30～60℃的烘箱中烘干，得到处理好的玻璃布；（3）将所述处理好的玻璃布放置在化学气相沉积用的管式炉中，管式炉两端密封，左端进气，后端排出尾气；反应前，先以500～1000mL/min的流量通入惰性气体，排除多余的空气后，以3～6℃/min的升温速率升温；当温度达到500～700℃时，通入碳源气，反应5～60min，反应完成关闭所述碳源气，继续通所述惰性气体直至温度降至室温下，取出变为黑色的玻璃布，表面黑色的物质即为碳纳米管阵列；（4）将环氧树脂和固化剂按质量比3：0.5～1.5混合均匀后，采用真空辅助树脂传递模塑导入上述步骤（3）中制得的表面具有碳纳米管阵列的玻璃布，真空条件下除泡，在95～110℃下固化成型，得到石英纤维原位生长碳纳米管/环氧树脂多维混杂复合材料。