[发明专利]一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸及其制备方法

摘要

本发明公开了一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸及其制备方法，属于纸基复合材料技术领域。本发明对碳纤维进行丙酮预处理，采用静电纺丝的方法将热稳定的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维接枝到碳纤维上，进行包覆层，然后通过二甲基甲酰胺(DMF)溶剂蒸气和热处理进一步将纳米纤维均匀的接枝到碳纤维表面，然后再通过造纸的制备方法湿法成形、热压相结合的方法制备接枝纳米纤维增强碳纤维纸本发明方法通过接枝纳米纤维，增加了碳纤维与纳米纤维之间的相互作用，二者的界面剪切强度(IFSS)提升了48％，所制备的接枝PAN纳米纤维的碳纤维纸，具有优异的处理、化学性能、电热性能等，其用作碳纤维复合材料具备优异的界面剪切强度。

主权项

1.一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将聚丙烯腈粉末在40℃～60℃下溶于极性有机溶剂中，搅拌3～5h，配制浓度为1wt％～20wt％的PAN纳米静电纺溶液；(2)对碳纤维进行丙酮回流预处理得到单根碳纤维，处理条件为：70～80℃下，丙酮回流处理碳纤维36‑48h；(3)在温度为20～30℃，相对湿度为20～25％的条件下，将预处理过的单根碳纤维固定在铜框架上，放置于静电纺丝滚筒收集器上，将步骤(1)制备好的PAN纳米静电纺溶液静电纺到碳纤维上，30～60s后将碳纤维旋转180°，继续静电纺30～60s，升温碳化，得到改性增强纤维；将改性增强纤维放置250℃～280℃烘箱下固化1.5～2h；(4)将固化后的改性增强纤维、浆粕、分散剂混合，得到混合浆料，所述浆粕添加量为混合浆料质量的20％～60％，所述分散剂的添加量为混合浆料质量的0.05％～0.2％；(5)将上述混合浆料采用造纸的方法，湿法成形、脱水、烘干，得到原纸；(6)用稀释剂将环氧树脂稀释成树脂溶液，将原纸在树脂溶液中浸渍，烘干、热压，得到接枝纳米纤维增强碳纤维纸。