碳纤维长纤增强聚醚醚酮基复合材料及其制备方法技术

一种碳纤维长纤增强聚醚醚酮基复合材料及其制备方法，属于热塑性复合材料技术领域。该方法过程包括：(1)采用纺丝级聚醚醚酮专用料通过熔融纺丝方法制备线密度为12～380D/12F的聚醚醚酮复丝；(2)将聚醚醚酮复丝通过纤维切断机短切成30～80mm获得聚醚醚酮长纤维，将碳纤维短切成20～70mm获得碳纤维长纤；(3)将聚醚醚酮PEEK长纤维和碳纤维CF长纤按照50％～70％：50％～30％的质量比例进行混合、梳理、铺网、针刺，制备成CF/PEEK复合针刺毡预制体；(4)将得到的CF/PEEK针刺毡预制体在真空热压机上热压、排气，冷却，脱模，得到本发明专利技术所述的碳纤维长纤增强聚醚醚酮基复合材料。过程没有溶剂参与，对环境无污染，工艺流程短，制得的复合材料强度更高且材料纵横强力比降低。

Carbon fiber reinforced poly (ether ether ketone) composite and preparation method thereof

The invention relates to a carbon fiber Long Fiber Reinforced PEEK base composite material and a preparation method thereof, belonging to the thermoplastic composite material technology field. The method comprises the steps of: (1) were prepared by melt spinning line density is 12 ~ 380D/12F with special material of PEEK multifilament spinning class peek; (2) the peek through the multifilament fiber cutting machine cut into 30 ~ 80mm peek long fiber, carbon fiber short cut carbon fiber is 20 ~ 70mm long fiber; (3) the PEEK long fiber and carbon fiber filament CF in 50% ~ 70%:50% ~ 30% of the mass ratio of mixing, carding and lapping, acupuncture, preparation of CF/PEEK composite needled preform; (4) the CF/PEEK needle felt preform by hot pressing in vacuum hot press, exhaust, cooling get, demoulding, the carbon fiber filament reinforced polyetheretherketone composites. The process has no solvent, no pollution to environment, short process flow, higher strength of composite material and lower ratio of aspect ratio of material.

【技术实现步骤摘要】
碳纤维长纤增强聚醚醚酮基复合材料及其制备方法
本专利技术属于热塑性复合材料
，具体涉及一种碳纤维长纤增强聚醚醚酮基复合材料及其制备方法。
技术介绍
长纤维增强热塑性树脂基复合材料(LFT)作为一种可设计与重复回收利用的新型复合材料，弥补了短纤维增强性能较差和连续纤维增强成本较高的不足，由于其广阔的应用前景近年来一直受国内外科研单位和工业界的广泛关注。传统的短纤维增强树脂基复合材料(SFT)纤维长度一般在3mm以下，纤维在树脂中无规随机分布，对于树脂的增强效果无法充分发挥，与之相比，长纤维增强热塑性复合材料(LFT)的纤维长度长，一般在10mm以上，成型过程中纤维可以在成型模具中相对移动，纤维损伤小，明显提高了力学性能；比刚度和比强度高，抗冲击性能好；耐蠕变性能提高，尺寸稳定好，成型精度高；耐疲劳性能优良；在高温潮湿环境中的稳定性更好。长纤维增强热塑性复合材料虽然具有一系列的优点，但在其成型过程中通常要面临热塑性树脂特别是高性能热塑性树脂熔融浸渍和纤维分散的核心技术问题，这在一定程度上阻碍了其发展。聚醚醚酮是一种半晶态芳香族高性能热塑性树脂，具有耐高温、耐腐蚀、耐辐射、耐绝缘、自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维长纤增强聚醚醚酮基复合材料的制备方法，其步骤如下：(1)采用纺丝级聚醚醚酮专用料通过熔融纺丝方法制备线密度为12～380D/12F的聚醚醚酮复丝；(2)将步骤(1)制得的聚醚醚酮复丝短切成30～80mm的长度获得聚醚醚酮长纤维，将碳纤维短切成20～70mm的长度获得碳纤维长纤；(3)将步骤(2)制得的聚醚醚酮长纤维和碳纤维长纤按照50％～70％：50％～30％的质量比例进行混合、梳理、铺网、针刺，制备成CF/PEEK复合针刺毡预制体；(4)将步骤(3)制得的CF/PEEK复合针刺毡预制体经热压、排气、冷却、脱模，从而得到碳纤维长纤增强聚醚醚酮基复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维长纤增强聚醚醚酮基复合材料的制备方法，其步骤如下：(1)采用纺丝级聚醚醚酮专用料通过熔融纺丝方法制备线密度为12～380D/12F的聚醚醚酮复丝；(2)将步骤(1)制得的聚醚醚酮复丝短切成30～80mm的长度获得聚醚醚酮长纤维，将碳纤维短切成20～70mm的长度获得碳纤维长纤；(3)将步骤(2)制得的聚醚醚酮长纤维和碳纤维长纤按照50％～70％：50％～30％的质量比例进行混合、梳理、铺网、针刺，制备成CF/PEEK复合针刺毡预制体；(4)将步骤(3)制得的CF/PEEK复合针刺毡预制体经热压、排气、冷却、脱模，从而得到碳纤维长纤增强聚醚醚酮基复合材料。2.如权利要求1所述的一种碳纤维长纤增强聚醚醚酮基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的纺丝级聚醚醚酮专用料的熔融指数为15～142g/10min，测试温度为400℃，载荷为5kg，测试样品装入料筒预热5～10min。3.如权利要求1所述的一种碳纤维长纤增强聚醚醚酮基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的熔融纺丝方法是将干燥处理后的纺丝级聚醚醚酮专用料在纺丝挤出机料筒内熔融后进入熔体计量泵，再经过滤系统的过滤网、多孔喷丝板后形成多根聚醚醚酮单丝，多根聚醚醚酮单丝经上油装置进入集束装置，集束后得到的聚醚醚酮复丝再经导向辊、牵伸盘进行热拉伸定型，再将经热拉伸定型的聚醚醚酮复丝缠绕在纤维卷绕装置上，从而得到聚醚醚酮复丝；纺丝挤出机采用八区加热，纺丝速度为150～1200m/min，热拉伸的温度为150～260℃，拉伸比为1.5～4：1。4.如权利要求1所述的一种碳纤维长纤增强聚醚醚酮基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的碳纤维为聚丙烯腈基、黏胶基或沥青基碳纤维。5.如权利要求1所述的一种碳纤维长纤增强聚醚醚酮基复合材料的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梅，赵文砚，赵贺，栾加双，盖须召，许治平，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22