一种PA66接枝碳纤维的制备方法技术

本发明专利技术公开一种PA66接枝碳纤维的制备方法，具体涉及一种PA66接枝碳纤维的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：首先需对碳纤维表面环氧涂层进行去除，然后采用等离子技术对碳纤维表面进行活化处理，提高碳纤维表面的含氧官能团并将处理后的活化碳纤维进行浸润处理，最后将PA66与活化碳纤维反应即可得到PA66接枝碳纤维。本发明专利技术采用的碳纤维表面改性方法较为简单，较为完整地保持了碳纤维本体结构，同时提高了碳纤维与PA66基体的相容性，显著改善了PA66树脂的力学性能和抗静电性。

Preparation of PA66 grafted carbon fiber

【技术实现步骤摘要】
一种PA66接枝碳纤维的制备方法[
]本专利技术涉及一种高分子复合材料的制备方法，具体涉及一种PA66接枝碳纤维的制备方法。[
技术介绍
]聚酰胺66俗称尼龙66，是一种具有耐化学性、耐磨、耐高温的高性能工程塑料。PA66除了力学性能优异，还有自润滑性和韧性好等诸多优良性能，广泛应用于机械行业、汽车、仪器仪表等领域。但是，PA66树脂具有高电阻性能，使用过程中摩擦产生静电积累，导致PA66制件易吸附灰尘，甚至还易导致电火花。同时PA66树脂在作为结构件替代金属的过程中，其力学强度无法满足结构件的要求。因此，PA66树脂在作为结构件替代金属的使用过程中，需对PA66树脂的力学性能进行增强以及抗静电处理。碳纤维作为一种新型无机材料，具有高比强度、高比模量、耐高温等一系列优良性能，被广泛应用于先进复合材料的增强体。同时，碳纤维还具有优异的导电性，能够明显改善聚合物抗静电性能差的问题。但是，碳纤维表面能低、活性官能团少、表面呈化学惰性，致使其与树脂基体相容性较差。因此，如何提高碳纤维表面能对改善PA66树脂抗静电性和力学性能具有极大的帮助。[
技术实现思路
]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种PA66接枝碳纤维的制备方法，目的在于解决碳纤维与PA66脂基体相容性差的问题。本专利技术PA66接枝碳纤维的制备方法按下列步骤实现：步骤一、碳纤维表面环氧涂层的去除将碳纤维束放入索氏提取器中，使用丙酮作为溶剂，加热75℃-85℃，使碳纤维表面杂质在蒸馏的丙酮中不断清洗，清洗时间为30h-40h；然后取出碳纤维，在80℃-90℃烘箱中干燥4h-6h；步骤二、等离子体活化碳纤维的制备将碳纤维置于等离子反应腔体中，通入气流量为1.5L/min-2L/min的高纯氩气5min-8min；随后通入气流量为l0mL/min-15mL/min的纯氧气5min-8min；在等离子反应腔体中进行等离子体改性，制备等离子体活化的碳纤维；步骤三、超支化聚甘油N，N-二甲基甲酰胺溶液的制备将超支化聚甘油溶解于N，N-二甲基甲酰胺溶液，配置质量浓度为0.5％-1％的超支化聚甘油的N，N-二甲基甲酰胺溶液；步骤四、活化碳纤维的改性将第(2)步所得的等离子体活化的碳纤维加入第(3)步所得的超支化聚甘油N，N-二甲基甲酰胺溶液中并超声15min-30min。将得到的溶液在90℃-100℃条件下改性处理24h-36h，接着对改性处理的碳纤维采用丙酮抽提，抽提时间为24h，干燥后得到超支化聚甘油改性的碳纤维；步骤五、PA66接枝改性碳纤维将PA66溶解到甲酸溶液中，然后将活化碳纤维加入到PA66溶液中，搅拌反应2h，将反应后的产物离心，甲酸溶液洗涤，乙醇洗涤，然后干燥即得到PA66接枝改性碳纤维；进一步地，所述步骤一中的碳纤维为PAN基碳纤维。进一步地，所述步骤二中的等离子处理器功率60W-80W，放电处理时间80s-100s。进一步地，所述步骤三中的超支化聚甘油N，N-二甲基甲酰胺溶液浓度为0.5％-1％。进一步地，所述步骤四中的等离子体活化的碳纤维的加入量与超支化聚甘油N，N-二甲基甲酰胺溶液的质量体积比为(5-10)g：0.1L。进一步地，所述步骤五中的活化碳纤维添加质量比为1％-50％。本专利技术有益效果：(1)本专利技术采用的等离子体技术处理碳纤维表面深度不超过100μm，不会损伤碳纤维本体强度；(2)本专利技术中所制备的改性碳纤维在PA66基体中具有良好的相容性，对PA66抗静电性能和力学性能的改善提供了一种较好的解决方案；(3)本专利技术所采用的碳纤维表面改性方法较为简单，较为完整地保持了碳纤维本体结构，同时提高了碳纤维与PA66基体的相容性，显著改善了PA66树脂的力学性能和抗静电性；(4)本专利技术所采用的碳纤维表面改性方法极大改善了碳纤维在PA66基体中的相容性，提供了一种有效改善PA66抗静电性能和力学性能的方案。同时该方法还具有成本低、制备周期短、绿色环保等优点。[具体实施方式]本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。具体实施方式一：本实施例PA66接枝碳纤维的方法，按以下步骤进行：(1)碳纤维表面环氧涂层的去除将碳纤维束放入索氏提取器中，使用丙酮作为溶剂，加热75℃，使碳纤维表面杂质在蒸馏的丙酮中不断清洗，清洗时间为30h；然后取出碳纤维，在80℃烘箱中干燥4h。(2)等离子体活化碳纤维的制备将碳纤维置于等离子反应腔体中，先通入气流量为1.5L/min的高纯氩气5min；随后通入气流量为l0mL/min的纯氧气5min；功率60W下放电处理80s，制备等离子体活化的碳纤维。(3)超支化聚甘油N，N-二甲基甲酰胺溶液的制备将超支化聚甘油溶解于N，N-二甲基甲酰胺溶液，配置质量浓度为0.5％的超支化聚甘油的N，N-二甲基甲酰胺溶液。(4)活化碳纤维的改性将第(2)步所得的等离子体活化的碳纤维加入第(3)步所得的超支化聚甘油N，N-二甲基甲酰胺溶液中并超声15min，其中，等离子体活化的碳纤维的加入量与超支化聚甘油N，N-二甲基甲酰胺溶液的质量体积比为5g：0.1L。并将得到的溶液在90℃条件下改性处理24h，接着对改性处理的碳纤维采用丙酮抽提，抽提时间为24h，干燥后得到超支化聚甘油改性的碳纤维。(5)PA66接枝改性碳纤维将10gPA66溶解到甲酸溶液中，然后将1g活化碳纤维加入到PA66溶液中，搅拌反应2h，将反应后的产物离心，甲酸溶液洗涤，乙醇洗涤，然后干燥即得到PA66接枝改性碳纤维。具体实施方式二：本实施例PA66接枝碳纤维的方法，按以下步骤进行：(1)碳纤维表面环氧涂层的去除将碳纤维束放入索氏提取器中，使用丙酮作为溶剂，加热80℃，使碳纤维表面杂质在蒸馏的丙酮中不断清洗，清洗时间为35h；然后取出碳纤维，在80℃烘箱中干燥6h。(2)等离子体活化碳纤维的制备将碳纤维置于等离子反应腔体中，先通入气流量为2L/min的高纯氩气5min；随后通入气流量为l5mL/min的纯氧气5min；功率70W下放电处理90s，制备等离子体活化的碳纤维。(3)超支化聚甘油N，N-二甲基甲酰胺溶液的制备将超支化聚甘油溶解于N，N-二甲基甲酰胺溶液，配置质量浓度为0.5％的超支化聚甘油的N，N-二甲基甲酰胺溶液。(4)活化碳纤维的改性将第(2)步所得的等离子体活化的碳纤维加入第(3)步所得的超支化聚甘油N，N-二甲基甲酰胺溶液中并超声20min，其中，等离子体活化的碳纤维的加入量与超支化聚甘油N，N-二甲基甲酰胺溶液的质量体积比为6g：0.1L。并将得到的溶液在100℃条件下改性处理24h，接着对改性处理的碳纤维采用丙酮抽提，抽提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PA66接枝碳纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、碳纤维表面环氧涂层的去除/n将碳纤维束放入索氏提取器中，使用丙酮作为溶剂，加热75℃-85℃，使碳纤维表面杂质在蒸馏的丙酮中不断清洗，清洗时间为30h-40h；然后取出碳纤维，在80℃-90℃烘箱中干燥4h-6h；/n步骤二、等离子体活化碳纤维的制备/n将碳纤维置于等离子反应腔体中，通入气流量为1.5L/min-2L/min的高纯氩气5min-8min；随后通入气流量为l0mL/min-15mL/min的纯氧气5min-8min；在等离子反应腔体中进行等离子体改性，制备等离子体活化的碳纤维；/n步骤三、超支化聚甘油N，N-二甲基甲酰胺溶液的制备/n将超支化聚甘油溶解于N，N-二甲基甲酰胺溶液，配置超支化聚甘油的N，N-二甲基甲酰胺溶液；/n步骤四、活化碳纤维的改性/n将步骤二所得的等离子体活化的碳纤维加入步骤三所得的超支化聚甘油N，N-二甲基甲酰胺溶液中并超声15min-30min。将得到的溶液在90℃-100℃条件下改性处理24h-36h，接着对改性处理的碳纤维采用丙酮抽提，抽提时间为24h，干燥后得到超支化聚甘油改性的碳纤维；/n步骤五、PA66接枝改性碳纤维/n将PA66溶解到甲酸溶液中，然后将活化碳纤维加入到PA66溶液中，搅拌反应2h，将反应后的产物离心，甲酸溶液洗涤，乙醇洗涤，然后干燥即得到PA66接枝改性碳纤维。/n...

【技术特征摘要】
1.一种PA66接枝碳纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、碳纤维表面环氧涂层的去除
将碳纤维束放入索氏提取器中，使用丙酮作为溶剂，加热75℃-85℃，使碳纤维表面杂质在蒸馏的丙酮中不断清洗，清洗时间为30h-40h；然后取出碳纤维，在80℃-90℃烘箱中干燥4h-6h；
步骤二、等离子体活化碳纤维的制备
将碳纤维置于等离子反应腔体中，通入气流量为1.5L/min-2L/min的高纯氩气5min-8min；随后通入气流量为l0mL/min-15mL/min的纯氧气5min-8min；在等离子反应腔体中进行等离子体改性，制备等离子体活化的碳纤维；
步骤三、超支化聚甘油N，N-二甲基甲酰胺溶液的制备
将超支化聚甘油溶解于N，N-二甲基甲酰胺溶液，配置超支化聚甘油的N，N-二甲基甲酰胺溶液；
步骤四、活化碳纤维的改性
将步骤二所得的等离子体活化的碳纤维加入步骤三所得的超支化聚甘油N，N-二甲基甲酰胺溶液中并超声15min-30min。将得到的溶液在90℃-100℃条件下改性处理24h-36h，接着对改性处理的碳纤维采用丙酮抽提，抽提时间为24h，干燥后得到超支化聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建敏，刘明，谢飞，
申请(专利权)人：深圳市富恒新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44