自修复的复合新材料制造技术

本发明专利技术公开了一种自修复的复合新材料，其为由第一纤维和包覆在第一纤维外壁的第二纤维组成的复合纤维，第一纤维中部设有圆形通孔，第一纤维上设有多个盲孔组，任一盲孔组包括多个位于第一纤维的同一横截面上的，且沿第一纤维径向延伸的盲孔；第二纤维的内壁上分布有多个凹槽，一个凹槽中容纳有一个第三纤维；一个盲孔中容纳有一个筒体，一个筒体与一个第三纤维的圆周面接触，筒体内部填充有修复剂。本发明专利技术通过在第一纤维内部设置多个填充有流动性的修复剂的筒体，实现复合材料的自修复功能，继续维持复合新材料的基本性能，延长复合新材料的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
自修复的复合新材料
本专利技术涉及复合新材料
更具体地说，本专利技术涉及一种可自修复的复合新材料。
技术介绍
复合材料因其优异的性能在高新
具有非常广泛的应用，包括军用装备、电子产品、汽车、飞机、建筑材料以及服装面料等领域，这些材料在使用过程中不可避免会产生损伤，无论宏观的损伤还是微观的损伤都会导致，复合材料力学性能下降，降低使用寿命，甚至会造成不可预料的损失。尤其是发生在材料内部的损伤，往往是肉眼看不到的，自修复材料可以对可见或不可见的裂纹进行自动修复，使裂纹基本愈合，能够继续维持材料的基本性能，延长材料的使用寿命。目前，在复合纤维材料中引入自修复功能的报道较少，复合纤维材料中一般包括至少两种纤维聚合物，纤维聚合物之间在使用过程中会出现分离，导致复合纤维表面泛白，影响复合纤维制品的美观和经济价值，对复合纤维内部出现的纤维分离损伤修复较困难，不得不将其丢弃，势必会造成浪费。因此，亟需设计一种具有自修复功能的复合纤维的新材料，以延长复合纤维新材料的使用寿命，提高经济价值。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种自修复的复合新材料，其在第一纤维内部设置多个填充有流动性的修复剂的筒体，当第一纤维和第二纤维之间出现分离损伤时，修复剂从筒体中流出并将第一纤维和第二纤维重新粘结在一起，使裂纹愈合，实现自修复功能，继续维持复合新材料的基本性能，延长复合新材料的使用寿命。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种自修复的复合新材料，其为由第一纤维和包覆在第一纤维外部的第二纤维组成的复合纤维，所述第一纤维的横截面和所述第二纤维的横截面均为圆形，所述第一纤维中部设有与其同圆心的圆形通孔，所述第一纤维沿其长度方向开设有多个盲孔组，相邻的两个盲孔组之间距离1～3cm，任一所述盲孔组包括多个位于所述第一纤维的同一横截面上的，且沿所述第一纤维径向延伸的盲孔，任一所述盲孔的开口端远离所述第一纤维的圆心；所述第二纤维的内壁沿圆周方向分布有多个圆柱状的凹槽，所述凹槽的轴线与所述第一纤维的轴线平行，一个所述凹槽中容纳有一个第三纤维，所述第三纤维与所述第二纤维的固定连接，对于任意一个所述盲孔组，一个所述盲孔中容纳有一个两端开口中空筒体，一个所述筒体的远离所述第一纤维中心的一端与一个所述第三纤维的圆周面接触，并使得所述第三纤维的圆周面将与其接触的所述筒体的端口封堵，在任一所述筒体内部填充有修复剂；其中，所述第一纤维是由重量比为1:0.5的聚酯纤维和乙烯-乙烯醇类的共聚物形成的复合纤维；所述第二纤维是由重量比为1:0.8的聚酰胺纤维和乙烯-乙烯醇类的共聚物形成的复合纤维；所述第三纤维为竹纤维，所述第三纤维中含有质量百分数为0.1～0.3的二氧化钛；所述二氧化钛的粒径为100～150nm，折射率为2.3～2.5；所述修复剂是由重量比为1:0.01的纤维用的胶粘剂和表面活性剂组成。优选的是，所述的自修复的复合新材料，所述纤维用的胶粘剂包括以下重量份数的原料：6～8份的淀粉、18～22份的水、2.5～3份聚氨酯、1～1.5份的氢氧化钠、2.5～3份的云母粉、1～2份水杨酸、3～5份的纳米氧化硅和1～3份的石蜡。。优选的是，所述的自修复的复合新材料，所述表面活性剂为脂肪酸甘油酯。。优选的是，所述的自修复的复合新材料，所述凹槽的个数为4～6个。优选的是，所述的自修复的复合新材料，所述凹槽的直径与所述第三纤维的直径比为1:0.95，所述第三纤维与所述凹槽接触的圆周面与所述凹槽的内壁之间设有一层所述纤维用的胶粘剂，以实现所述第三纤维与所述第二纤维的固定连接。优选的是，所述的自修复的复合新材料，所述第二纤维的外壁上涂覆有一层抗菌剂，所述抗菌剂包括以下重量份数的原料：55～70份的薄荷脑、2～5份的纳米氧化锌、3～6份的纳米二氧化硅、1～4份的纳米甲壳素、2～5份的聚乙烯吡咯烷酮和3～6份的石蜡。优选的是，所述的自修复的复合新材料，所述筒体的直径与所述第三纤维的直径比为1:6。本专利技术至少包括以下有益效果：1、本专利技术通过在第一纤维内部设置多个填充有流动性的修复剂的筒体，当第一纤维和第二纤维之间出现分离损伤时，修复剂从筒体中流出并将第一纤维和第二纤维重新粘结在一起，使裂纹愈合，最终实现复合材料的自修复功能，继续维持复合新材料的基本性能，延长复合新材料的使用寿命；2、任一筒体可由纤维管制得，且筒体的外壁与其所在的盲孔的内壁通过纤维用的胶粘剂固定连接，筒体的远离第一纤维圆心的一端超出第一纤维的圆周面，且筒体的远离第一纤维圆心的一端端面为能够与第三纤维圆周面紧密贴合的凹面，使得第三纤维的圆周面能够将筒体的端口封堵，以实现对修复剂的封堵；当本专利技术提供的自修复的复合新材料在使用过程中，第一纤维与第二纤维之间出现分离的损伤时，使得第三纤维移动，解除对修复剂的封堵，修复剂从筒体中流出至第一纤维和第二纤维之间，使得第一纤维和第二纤维再次重新粘结在一起，实现自修复功能；3、在第二纤维的外壁上涂覆一层抗菌剂，使得本专利技术提供的自修复的复合新材料具有抗菌功能，提高本专利技术的功能多样化，提升本专利技术的经济使用价值。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术所述的自修复的复合新材料的横截面的结构示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术提供一种自修复的复合新材料，其为由第一纤维1和包覆在第一纤维1外部的第二纤维2组成的复合纤维，所述第一纤维1的横截面和所述第二纤维2的横截面均为圆形，所述第一纤维1中部设有与其同圆心的圆形通孔11，所述第一纤维1沿其长度方向开设有多个盲孔组，相邻的两个盲孔组之间距离1～3cm，任一所述盲孔组包括多个位于所述第一纤维1的同一横截面上的，且沿所述第一纤维1径向延伸的盲孔，任一所述盲孔的开口端远离所述第一纤维1的圆心；所述第二纤维2的内壁沿圆周方向分布有多个圆柱状的凹槽，第二纤维2的内壁朝着远离第二纤维2的圆心方向内陷有多个圆柱状的凹槽，所述凹槽的轴线与所述第一纤维1的轴线平行，一个所述凹槽中容纳有一个第三纤维3，所述第三纤维3与所述第二纤维2的固定连接，对于任意一个所述盲孔组，一个所述盲孔中容纳有一个两端开口中空筒体，一个所述筒体的远离所述第一纤维1中心的一端与一个所述第三纤维3的圆周面接触，并使得所述第三纤维3的圆周面将与其接触的所述筒体的端口封本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自修复的复合新材料，其特征在于，其为由第一纤维和包覆在第一纤维外部的第二纤维组成的复合纤维，所述第一纤维的横截面和所述第二纤维的横截面均为圆形，所述第一纤维中部设有与其同圆心的圆形通孔，所述第一纤维沿其长度方向开设有多个盲孔组，相邻的两个盲孔组之间距离1～3cm，任一所述盲孔组包括多个位于所述第一纤维的同一横截面上的，且沿所述第一纤维径向延伸的盲孔，任一所述盲孔的开口端远离所述第一纤维的圆心；所述第二纤维的内壁沿圆周方向分布有多个圆柱状的凹槽，所述凹槽的轴线与所述第一纤维的轴线平行，一个所述凹槽中容纳有一个第三纤维，所述第三纤维与所述第二纤维的固定连接；对于任意一个所述盲孔组，一个所述盲孔中容纳有一个两端开口中空筒体，一个所述筒体的远离所述第一纤维中心的一端与一个所述第三纤维的圆周面接触，并使得所述第三纤维的圆周面将与其接触的所述筒体的端口封堵，在任一所述筒体内部填充有修复剂；其中，所述第一纤维是由重量比为1:0.5的聚酯纤维和乙烯‑乙烯醇类的共聚物形成的复合纤维；所述第二纤维是由重量比为1:0.8的聚酰胺纤维和乙烯‑乙烯醇类的共聚物形成的复合纤维；所述第三纤维为竹纤维，所述第三纤维中含有质量百分数为0.1～0.3的二氧化钛；所述二氧化钛的粒径为100～150nm，折射率为2.3～2.5；所述修复剂是由重量比为1:0.01的纤维用的胶粘剂和表面活性剂组成。...

【技术特征摘要】
1.一种自修复的复合新材料，其特征在于，其为由第一纤维和包覆在第一纤维外部的第二纤维组成的复合纤维，所述第一纤维的横截面和所述第二纤维的横截面均为圆形，所述第一纤维中部设有与其同圆心的圆形通孔，所述第一纤维沿其长度方向开设有多个盲孔组，相邻的两个盲孔组之间距离1～3cm，任一所述盲孔组包括多个位于所述第一纤维的同一横截面上的，且沿所述第一纤维径向延伸的盲孔，任一所述盲孔的开口端远离所述第一纤维的圆心；所述第二纤维的内壁沿圆周方向分布有多个圆柱状的凹槽，所述凹槽的轴线与所述第一纤维的轴线平行，一个所述凹槽中容纳有一个第三纤维，所述第三纤维与所述第二纤维的固定连接；对于任意一个所述盲孔组，一个所述盲孔中容纳有一个两端开口中空筒体，一个所述筒体的远离所述第一纤维中心的一端与一个所述第三纤维的圆周面接触，并使得所述第三纤维的圆周面将与其接触的所述筒体的端口封堵，在任一所述筒体内部填充有修复剂；其中，所述第一纤维是由重量比为1:0.5的聚酯纤维和乙烯-乙烯醇类的共聚物形成的复合纤维；所述第二纤维是由重量比为1:0.8的聚酰胺纤维和乙烯-乙烯醇类的共聚物形成的复合纤维；所述第三纤维为竹纤维，所述第三纤维中含有质量百分数为0.1～0.3的二氧化钛；所述二氧化钛的粒径为100～150nm，折...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟文宇，
申请(专利权)人：钟文宇，
类型：发明
国别省市：广西,45