一种连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备方法及产品技术

本发明专利技术属于纤维增强树脂基复合材料领域，并公开了一种连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备方法及产品。该制备方法包括通过磺化单体的共聚反应完成聚醚醚酮的磺化改性；采用溶液浸渍法制备复合材料预浸带；通过热压成形工艺制备连续纤维增强聚醚醚酮复合材料。本发明专利技术还公开了按照该制备方法获得的产品。通过本发明专利技术，解决了聚醚醚酮几乎不溶于任何溶剂的难题，提出了溶液浸渍法制备预浸带的方法，解决了连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料制备的难题，同时，磺化后的聚醚醚酮能够提高聚合物基体和纤维界面的结合能力，从而提高纤维增强聚醚醚酮复合材料的机械性能。

Preparation method and product of continuous carbon fiber reinforced polyether ether ketone composite material

The invention belongs to the field of fiber reinforced resin matrix composite materials, and discloses a continuous carbon fiber reinforced polyether ether ketone composite material preparation method and product. The preparation method includes the sulfonated modification of peek through the copolymerization of sulfonated monomers, the preparation of composite prepreg with solution impregnation, and the preparation of Continuous Fiber Reinforced PEEK Composites by hot pressing process. The invention also discloses a product obtained according to the preparation method. Through the invention, the solution of polyether ether ketone almost insoluble in any solvent is solved. A solution impregnation method is proposed to prepare the prepreg band, which solves the problem of the preparation of the Continuous Carbon Fiber Reinforced PEEK composite. At the same time, the sulfonated peek can improve the binding ability of the polymer matrix and the fiber interface. And improve the mechanical properties of fiber reinforced polyether ether ketone composites.

【技术实现步骤摘要】
一种连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备方法及产品
本专利技术属于纤维增强树脂基复合材料领域，更具体地，涉及一种连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备方法及产品。
技术介绍
聚醚醚酮是一种具有优异力学性能、耐热性能和耐化学腐蚀性的工程塑料。由于其优异的综合性能，聚醚醚酮以及以聚醚醚酮为聚合物基体的连续碳纤维增强复合材料已被广泛应用于航空航天、电子信息、能源和医疗等领域。连续纤维增强热塑性复合材料的制备过程中首先将聚合物基体和纤维增强体以一定的浸渍工艺加工为预浸带；然后，预浸带在一定的工艺条件下固化得到结构密实的连续纤维增强热塑性复合产品。目前，连续纤维增强热塑性塑料复合材料预浸带的制造方法主要包括熔融浸渍、粉末浸渍和溶液浸渍等。然而，由于聚醚醚酮树脂的熔融粘度较大，制备复合材料时熔融的聚醚醚酮难以渗透进入碳纤维的束内，最终聚醚醚酮树脂对碳纤维的浸润效果非常有限，几乎不能发挥碳纤维的增强效果，因此采用熔融浸渍法与粉末浸渍法在制备连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料时很难克服聚醚醚酮高熔融粘度的难题。另外，聚醚醚酮具有非常出色的耐溶剂性能,在常温下几乎不溶于所有有机溶剂,溶液预浸法制造连续纤维增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括下列步骤：(a)将聚醚醚酮磺化改性得到磺化聚醚醚酮粉末，将该磺化聚醚醚酮粉末溶解于有机溶剂中，搅拌得到均匀的聚合物溶液，将碳纤维织物置于所述聚合物溶液中浸泡，取出浸泡后的织物并烘干获得预浸料；(b)将多个经步骤(a)获得的预浸料铺层叠放后热压成型，热压成型的温度为360℃～400℃，压力为1MPa～5MPa，保压时间为10min～20min，冷却后获得层合板，将该层合板裁剪打磨后获得所需的复合材料制品。

【技术特征摘要】
1.一种连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括下列步骤：(a)将聚醚醚酮磺化改性得到磺化聚醚醚酮粉末，将该磺化聚醚醚酮粉末溶解于有机溶剂中，搅拌得到均匀的聚合物溶液，将碳纤维织物置于所述聚合物溶液中浸泡，取出浸泡后的织物并烘干获得预浸料；(b)将多个经步骤(a)获得的预浸料铺层叠放后热压成型，热压成型的温度为360℃～400℃，压力为1MPa～5MPa，保压时间为10min～20min，冷却后获得层合板，将该层合板裁剪打磨后获得所需的复合材料制品。2.如权利要求1所述的一种连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述聚醚醚酮磺化改性过程优选按照下列步骤，(a1)将4,4'-二氟二苯甲酮和质量分数为30％发烟硫酸混合，持续搅拌并加热至110℃使其反应，反应时间为6h，将反应后的溶液冷却后倒入冰水中，然后加入氢氧化钠使得该溶液呈中性，将该中性溶液依此进行盐析、抽滤和干燥，由此获得磺化单体3,3'-二磺酸钠基-4,4'-二氟二苯甲酮；然后用甲醇的水溶液进行三次重结晶得到纯的磺化单体；(a2)将非磺化单体4,4'-二氟二...

【专利技术属性】
技术研发人员：周华民，蒋维，黄志高，张云，王云明，高西萍，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42