[发明专利]一种增强玄武岩界面性能的制备方法

摘要

本发明公开了一种增强玄武岩界面性能的制备方法，先利用静电纺丝技术制备PAN‑玄武岩纳米包覆纤维，再将制备的PAN‑玄武岩纳米包覆纤维经碳化工艺制得界面性能增强的皮芯结构的玄武岩碳化纳米材料，最后将制得的皮芯结构的玄武岩碳化纳米材料与树脂基体进行固化形成界面性能增强的复合材料，其既有皮层碳纳米材料大的表面积、相对高的电导率、结构完整、吸附性能好等特征，又有芯层玄武岩纤维优异的力学性能，能够同时发挥两种材料的优点，且本方法对环境污染少可广泛应用在纤维增强材料领域，解决了现有技术中玄武岩纤维增强树脂基复合材料界面粘接性差的问题，进一步优化复合材料的性能,并且可推动新型纤维复合材料的设计,便于更好地应用与开发。

主权项

1.一种增强玄武岩界面性能的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1、将玄武岩纤维置于无水乙醇中超声波清洗30min，再用去离子水清洗干净，放入40℃烘箱内干燥6～8h，得到清洗后玄武岩纤维；步骤2、将作为纺丝液溶质的PAN和溶剂N,N‑二甲基甲酰胺混合，得到纺丝液，所述纺丝液的质量浓度为6％～20％；步骤3、用注射器抽取所述纺丝液6～8ml，将所述清洗后玄武岩纤维作为芯层，利用静电纺丝法制备得到PAN‑玄武岩纳米包覆纤维；步骤4、将步骤3中得到的所述PAN‑玄武岩纳米包覆纤维进行水洗去除残留溶剂，水洗温度为60℃、时间为15min，再放入40℃烘箱干燥6～8h；步骤5、将步骤4中水洗干燥后的PAN‑玄武岩纳米包覆纤维置于管式炉里,在热空气下进行预氧化，预氧化温度为230～300℃，时间为1～3h；步骤6、将步骤5中得到的预氧化PAN‑玄武岩纳米包覆纤维放入高温管式碳化炉里，在氮气的惰性气氛保护下进行碳化，先在750℃下碳化1h，再以升温速度为5℃/min，加热到1100℃,进一步碳化1h，得到皮芯结构的玄武岩碳化纳米材料；步骤7、将步骤6中得到的皮芯结构的玄武岩碳化纳米材料与树脂基体进行固化。