【技术实现步骤摘要】
超支化聚合物动态交联可降解碳纤维复合材料及其制备和降解循环回收方法
[0001]本专利技术属于高分子复合材料
，具体涉及一种超支化聚合物动态交联可降解碳纤维复合材料及其制备和降解循环回收方法。
技术介绍
[0002]碳纤维作为一种无机纤维材料，广泛应用于航空航天、风力发电、交通运输等军工和民用领域。然而，随着碳纤维产能的增大、应用领域的不断扩展，预浸料及复材生产过程中、碳纤维制品服役寿命到期、构件更换等都会导致大量废弃物的产生。以风电领域为例，风机叶片的服役年限一般为20～25年，至2034年全球风机叶片碳纤维废弃物将超过22.5万吨，历年不断增长的碳纤维废弃物总量迫使碳纤维废弃物的回收以及循环利用成为亟需克服的行业技术难题。
[0003]传统热固性树脂及其碳纤维复合材料的回收方法例如，机械回收、氧化和热解，会对碳纤维表面及性能造成不可避免的损伤，并且造成严重的资源浪费和环境污染，难以实现热固性树脂和碳纤维高值循环回收利用。近年来，越来越多的研究证明，在热固性交联网络中引入动态共价结构，包括Diels
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种端巯基超支化聚酯，其结构式如下所示：其中，R`、R``、R```相同或不同，并且分别独立的表示为通式(2)、通式(3)或通式(4)的结构：R1表示为通式(5)，其中*表示为与R2连接的位置：
R2表示为通式(6)、通式(7)、通式(8)、通式(9)中的一种,其中，**表示为与R1连接的位置：R3表示为通式(10)、(11)其中，其中***示为与R2连接的位置：2.一种超支化聚合物动态交联可降解碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将碳纤维布完全浸泡在溶有权利要求1所述的端巯基超支化聚酯、光引发剂的有机溶剂中，在功率为300W～800W的紫外光固化仪进行硫醇
‑
烯烃点击反应，点击时间1～2分钟，然后在80
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100℃下干燥0.5
‑
2小时后获得表面巯基功能化的碳纤维布；2)将权利要求1所述的端巯基超支化聚酯、异氰酸酯单体混合后涂覆在步骤1)所得表面巯基功能化的碳纤维布，获得碳纤维布预浸料，所述的异氰酸酯单体为二元异氰酸酯基化合物；3)将8
‑
12层步骤2)所得预浸料叠放整齐，放入平板硫化仪中在一定压力和温度下热压固化1
‑
2h，即得到高性能的可降解的聚脲型的超支化聚合物动态交联可降解碳纤维复合材料。3.根据权利要求2所述的超支化聚合物动态交联可降解碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述碳纤维布为市售的T300、T600、T700或T800中的一种或多种；光引发剂为安息香二甲醚、光引发剂651、4
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二甲氨基吡啶或二苯甲酮中的一种或两种以上；机溶剂为N
’
N
‑
二甲基甲酰胺、1,4
‑
二氧六环、四氢呋喃、乙酸乙酯或二氯甲烷中的一种或两种以上；端巯基超支化聚酯为具有不同端基数的一种或多种，其摩尔质量为1482
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8652g/mol；干
燥的条件为80
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100℃干燥0.5
‑
2小时；端巯基超支化聚酯、光引发剂、有机溶剂和碳纤维布的质量比为2:0.01:(2
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5):1；步骤2)中，端巯基超支化聚酯、异氰酸酯单体和表面巯基功能化的碳纤维布的质量比为(4
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4.5):(1
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1.5):11；步骤3)中的热压固化条件为：在5
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20MPa、80
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100℃条件下热压固化1
‑
2小时。4.一种根据权利要求1所述的制备方法制备得到的超支化聚合物动态交联可降解碳纤维复合材料。5.一种超支化聚合物动态交联可降解碳纤维复合材料的降解循环回收方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将待降解的超支化聚合物动态交联可降解碳纤维复合材料浸泡在酸性有机溶剂中，常压、25～90℃条件下降解1
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2小时得到碳纤维布和降解液；2)将步骤1)得到的所述碳纤维布在60℃
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80℃干燥1h
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3h后得到的再生碳纤维布；3)将步骤1)得到的所述降解液、35％
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40％的甲醛水溶液混合后覆在步骤2)得到的所述再生碳纤维布表面获得再生碳纤维布预浸料；将8
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12层再生碳纤维布预浸料叠放整齐后放入平板硫化仪中在80
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100℃、5
‑
20MPa下热压固化1
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2h得到再生碳纤维复合材料。6.根据权利要求5所述的降解循环回收方法，其特征在于：步骤1)中，所述酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：张俊珩，蒋璨，韦芳，周继亮，张道洪，
申请(专利权)人：湖北三峡实验室，
类型：发明
国别省市：
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