本发明专利技术属于聚合物材料的领域,涉及含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物碳纤维复合材料及其制备方法。复合材料由含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物和高强连续碳纤维组成，各组分和按质量计算,20％～80％的碳纤维，其余是聚醚醚酮聚合物。制备是先将间苯二酚或对苯二酚、4-苯乙炔苯代对苯二酚、4-4'二氟二苯酮溶于氯仿配置胶液，再用预浸料排布机制得碳纤维/聚合物预浸带，最后压模成型。本发明专利技术制备的复合材料具有优异力学性能和热学性能、耐腐蚀、兼具热塑性树脂基复合材料的韧性和热固性树脂基复合材料的优点，以满足超声速飞行器、军工和高技术领域的需求；且制备方法简单，生产工艺易操控，生产设备易实现。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于聚合物材料的领域,涉及。复合材料由含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物和高强连续碳纤维组成，各组分和按质量计算,20％～80％的碳纤维，其余是聚醚醚酮聚合物。制备是先将间苯二酚或对苯二酚、4-苯乙炔苯代对苯二酚、4-4'二氟二苯酮溶于氯仿配置胶液，再用预浸料排布机制得碳纤维/聚合物预浸带，最后压模成型。本专利技术制备的复合材料具有优异力学性能和热学性能、耐腐蚀、兼具热塑性树脂基复合材料的韧性和热固性树脂基复合材料的优点，以满足超声速飞行器、军工和高
的需求；且制备方法简单，生产工艺易操控，生产设备易实现。【专利说明】含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物碳纤维复合材料及其制 备方法
本专利技术属于高性能聚合物的
，具体涉及两种含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮 聚合物碳纤维复合材料及其制备方法。
技术介绍
材料是技术进步的先导和物资基础，几乎所有新技术的发展都离不开新材料的应 用。因此，世界各国都对新材料的研究开发十分重视。高性能树脂基复合材料具有比强度 高、比模量高的特点，使之成为新型轻质高强材料的典型代表。 热固性树脂基复合材料及树脂基体已经得到较大的发展，并获得较好的应用，但 是由于其自身的韧性较差，材料的损伤容限较低而使其应用受到限制。与热固性树脂基复 合材料相比，热塑性树脂基复合材料的突出优点是具有高韧性和高损伤容限，耐反复冲击 性能好，有利于克服传统热固性树脂基复合材料层间韧性不足的缺陷。 聚醚醚酮（PEEK)是一种典型的热塑性高性能聚合物，具有耐高温、耐溶剂、耐老 化、耐水解以及高的比强度，比模量等性能，特别是在高温高湿的恶劣环境中仍然能保持良 好的综合性能，因此，在对材料性能要求越来越高的今天，PEEK及其复合材料的重要性日益 凸显。近年来，随着对高分子材料的使用温度、负载能力的要求不断提高，纯PEEK树脂无法 达到的人们的要求，因此必须对其进行增强处理。对PEEK进行化学改性，能够得到含有苯 乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物。 目前获得较好应用的耐高温热塑性树脂基复合材料主要是碳纤维或玻璃纤维增 强聚醚醚酮复合材料。由于耐高温热塑性树脂一般都具有良好耐溶剂和耐油性，不溶于常 规有机溶剂，因此目前主要采用热熔浸渍。热熔预浸对设备要求较高，技术和工艺控制难度 大，使其应用受到很大限制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供两种含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物碳纤 维复合材料的制备方法，以解决耐高温热塑性树脂基热熔预浸对设备、工艺条件要求较高， 且不溶于一般有机溶剂难以使用溶液法制备复合材料的问题。含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮 聚合物有较好的溶解性，因此采用溶液法制备得到碳纤维/聚合物预浸带。再通过模压成 型制备出一种具有优异力学性能和热学性能、耐腐蚀、兼具热塑性树脂基复合材料的韧性 和热固性树脂基复合材料的优点复合材料。 -种含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物碳纤维复合材料，其特征在于，由含有 苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物和连续碳纤维组成；各组分和按质量计算，连续碳纤维占 20 %?80%，其余是含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物。 所述连续碳纤维的种类是聚丙烯腈基碳纤维、粘胶基碳纤维或浙青基碳纤维。连 续碳纤维束包括1K、3K、6K、12K和24K，本专利技术选用的是三菱丽阳GrafilTR50S(6K)碳纤维。 在含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物碳纤维复合材料中，优选的连续碳纤维质量 含量为50%?70% 本专利技术给出两种含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物，配方1由间苯二酚、4-4'二 氟二苯酮、以及4-苯乙炔苯代对苯二酚单体聚合而成。其中间苯二酚、4-苯乙炔苯代对苯 二酚、4-4'二氟二苯酮的摩尔比为0.10?0.90 : 0.90?0.10 : 1，最优摩尔比为0.80? 0. 40 : 0.20?0.60 : 1;配方2由对苯二酚、4-f二氟二苯酮、以及4-苯乙炔苯代对苯 二酚单体聚合而成。其中对苯二酚、4-苯乙炔苯代对苯二酚、4-4'二氟二苯酮的摩尔比为 0.10 ?0.90 : 0.90 ?0.10 : 1，最优摩尔比为 0.80 ?0.50 : 0.20 ?0.50 : 1。 所述的含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物，结构式为 【权利要求】1. 一种含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物碳纤维复合材料，其特征在于，由含有苯乙 炔侧基的聚醚醚酮聚合物和连续碳纤维组成；按质量计算，连续碳纤维占20%?80%，其 余是含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物。2. 如权利要求1所述的一种含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物碳纤维复合材料，其特 征在于，所述的连续碳纤维，是聚丙烯腈基碳纤维、粘胶基碳纤维或浙青基碳纤维，碳纤维 束为 1K、3K、6K、12K 或 24K。3. 如权利要求1或2所述的一种含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物碳纤维复合材料， 其特征在于，所述的连续碳纤维，在含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物碳纤维复合材料中 的质量含量为50 %?70%。4. 如权利要求1所述的一种含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物碳纤维复合材料，其特 征在于，所述的含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物，结构式为其中 X+Y = 1，X = 0? 10 ?0? 90。5. -种权利要求1的含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物碳纤维复合材料的制备方法， 分为配置胶液、制备碳纤维/聚合物预浸带和模压成型的过程； 所述的配置胶液过程，是将间苯二酚或对苯二酚、4-苯乙炔苯代对苯二酚、4-4'二 氟二苯酮按摩尔比为0.1?0.9 : 0.9?0.1 : 1溶于氯仿，配置得到粘度范围在50? 500mpa*s的胶液； 所述的制备碳纤维/聚合物预浸带过程，是使用预浸料排布机，将连续碳纤维经过浸 胶槽、除胶辊、最后由收集辊收集，制备出碳纤维/聚合物预浸带，放置阴干；其中，预浸料 排布机的牵引张力范围2?15N、牵引速度范围5?25m/min ; 所述的压模成型过程，是将碳纤维/聚合物预浸带铺层放入模具中，置于热压机上，升 温至预压温度230?270°C静置15?60min ;再升温至加压温度350?380°C，加压至0. 6? 2. OMPa，保温保压60?90min ;冷却后开启模具得到含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物碳 纤维复合材料。6. 如权利要求5所述的含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物碳纤维复合材料的制备方 法，其特征在于，在配置胶液的过程中，间苯二酚、4-苯乙炔苯代对苯二酚、4-4'二氟二苯 酮的摩尔比为0.80?0.40 : 0.20?0.60 : 1;对苯二酚、4-苯乙炔苯代对苯二酚、4-4' 二氟二苯酮的摩尔比为〇. 80?0. 50 : 0. 20?0. 50 : 1 ;所述的胶液，粘度范围为60? 80mpa*s〇7. 如权利要求5或6所述的含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物碳纤维复合材料的制备 方法，其特征在于，在压模成型过程中，在预压温度230?240°C下静置15?30min ;再升至 加压温度360?370°C，加压至1. 0?1. 5MPa，保温保压60min。【文档编号】C08G8/02GK104277414SQ201410617461【公开日】2015年本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物碳纤维复合材料，其特征在于，由含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物和连续碳纤维组成；按质量计算，连续碳纤维占20％～80％，其余是含有苯乙炔侧基的聚醚醚酮聚合物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张云鹤，姜振华，陶巍，张吉亮，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。