[发明专利]一种高强、高韧碳纤维/石墨烯尼龙6复合材料制备方法

摘要

一种高强、高韧碳纤维/石墨烯尼龙6复合材料制备方法，属于高分子复合材料领域。所述的石墨烯尼龙6复合材料使用原位聚合的方法，将氧化石墨烯溶液与己内酰胺在聚合前期混合，在聚合过程中尼龙分子链与氧化石墨烯发生反应接枝在氧化石墨烯表面，解决了石墨烯在尼龙单体中分散性不好、容易团聚的问题，同时，将石墨烯的优良性能引入尼龙基体中。再使用共混的方式，引入碳纤维，协同增强、增韧尼龙基体。本发明所涉及到的碳纤维/石墨烯尼龙6复合材料具有极佳的强度和韧性，并且本发明的生产工艺仅需对现在工艺进行简单改进，适合工业生产。

主权项

1.一种高强、高韧碳纤维/石墨烯尼龙6复合材料制备方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)将表面含有羧基的氧化石墨烯粉与己内酰胺混合，加热超声振荡，得到均匀混合液；加热超声温度为80‑100℃，时间为0.5‑3h；(2)将步骤(1)中产物转移至高温高压反应釜中，加入水，通入氮气和抽真空循环操作多次，排出釜内空气，搅拌，按一定聚合工艺进行反应；(3)步骤(2)反应结束后，产物经过水冷取出，粉碎后在沸水中进行萃取；(4)将步骤(3)所得产物取出，在真空烘箱中进行真空加热处理，制备出石墨烯尼龙6复合材料；(5)将步骤(4)产物与碳纤维按照一定的配比使用双螺杆挤出机进行共混，即可得到具有高强度、高韧性的碳纤维/石墨烯尼龙6复合材料；步骤(2)所述的聚合工艺为：升温至80‑100℃搅拌1‑2h，再此过程中装置中还存在水溶液；然后升温至150‑190℃搅拌0.5‑1.5h，升温至200‑230℃搅拌0.5‑2h，在上述过程中，水溶液中的水全部转为水蒸气，且保持压力为2‑4MPa；然后排水蒸汽，抽真空，升温至250‑300℃，反应1‑4h，泄压至常压，再抽真空，保持1‑8h。