[发明专利]一种表面接枝聚合物改性碳纤维的方法

摘要

本发明涉及一种表面接枝聚合物改性碳纤维的方法，首先改性碳纤维使其表面接枝上叠氮基，然后利用自由基聚合方式，制备分子链上含有多个炔基的共聚物，最后利用点击化学反应将聚合物接枝到碳纤维表面。该方法改性的碳纤维接枝率高，与树脂的相容性能好，在提高复合材料综合性能方面具有巨大的应用潜力。

主权项

一种表面接枝聚合物改性碳纤维的方法，其特征在于，所述的制备方法：(1)碳纤维表面接枝叠氮基在100℃条件下，碳纤维用浓硝酸氧化处理1～2h后，用纯净水浸泡、冲洗干净，再真空干燥；将干燥后的碳纤维、硅烷偶联剂KH560浸泡到甲苯中，在80～120℃条件下反应12h后，再经丙酮洗涤、真空干燥，所得产物加入到DMF中，并在30～50℃条件下与加入到DMF中的叠氮钠搅拌反应24h后，再用纯净水冲洗后真空干燥，得到叠氮基化碳纤维；所述的硅烷偶联剂KH560、甲苯、叠氮钠的用量分别为碳纤维质量的5％～20％，10～20倍、20％～50％；(2)炔基化共聚物的制备在引发剂存在的条件下，取马来酸酐与单体按摩尔比为1:5～20的混合在甲苯溶剂中，氮气鼓泡30min后，于60～90℃条件下反应3～7h，经过滤、真空干燥后，所得的共聚物再与丙炔醇混合后，加入到四氢呋喃中回流24h，再经浓缩后沉淀到水中，并经过滤、真空干燥处理，得到炔基化共聚物；所述的丙炔醇得用量为共聚物质量的50％～100％；(3)氮气保护下，叠氮基化碳纤维、炔基化共聚物、五水硫酸铜、抗坏血酸钠混合均匀后溶解于DMF中，在70℃条件反应8～12h后，固液分离后，依次用DMF、丙酮洗涤后真空干燥处理，得到表面接枝聚合物的改性碳纤维；所述的炔基化共聚物的用量为叠氮基化碳纤维质量的20％～100％，抗坏血酸钠的用量与五水硫酸铜等摩尔比，并且五水硫酸铜用量为炔基化共聚物质量的0.5％～1％；所述的单体是丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟丙酯。