【技术实现步骤摘要】
一种多级结构碳纤维、增强增韧PBX及其制备方法
[0001]本专利技术涉及复合含能材料
,具体的说,是多级结构碳纤维、增强增韧PBX及其制备方法。
技术介绍
[0002]高聚物粘结炸药(Polymer bonded explosives,PBX)是由炸药晶体和少量高聚物粘结剂(质量分数低于10%)组成的高颗粒填充复合材料,既保持炸药的爆轰能量,又具有高聚物易于成型的优点,广泛应用于各类武器装备中。随着现代武器装备的发展,PBX部件在运输、训练及作战使用过程中,会承受各种外部应力、振动冲击、环境热应力和侵彻过载的综合作用,要求其具有良好的力学强韧性。然而,作为一种典型的高填充聚合物基复合材料,PBX呈现一种典型的脆性和低强度的力学特性。
[0003]一维碳纤维(CFs)是一种含碳量高于90%,由不完全石墨结晶沿纤维轴向排列的一种多晶的无机材料。具有高比强度、高比模量、低线膨胀系数、耐高温、优异的热及电传导性等特点,广泛应用于高性能树脂基复合材料的增强材料。为提高炸药的力学性能,文献(含能材料,2013,21,78
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多级结构碳纤维,其特征在于,由碳纤维、聚氨酯和氧化石墨烯组成,所述聚氨酯和氧化石墨烯通过化学键形式交联接枝到碳纤维表面。2.根据权利要求1所述的一种多级结构碳纤维,其特征在于,所述碳纤维为短切微米级碳纤维,长度0.5~2mm;所述聚氨酯为二异氰酸酯类单体与端羟基聚合物原位聚合而成;所述氧化石墨烯为单层结构,横向片径大小为50~300nm。3.一种多级结构碳纤维的制备方法,其特征在于,包括:步骤A:将碳纤维原丝加入到浓硝酸和浓硫酸的混酸中,机械搅拌,在一定水浴温度下对碳纤维进行酸化,之后清洗至中性,干燥得到氧化碳纤维;步骤B:将步骤A得到的氧化碳纤维加入到有机溶剂中分散,升温,加入二异氰酸酯类单体、催化剂二月桂酸二丁基锡和氧化石墨烯,反应1~2h后,加入端羟基聚合物进行交联反应1h,洗涤3~5次,抽滤、烘干,即获得如权利要求1或2所述一种多级结构碳纤维。4.根据权利要求3所述的一种多级结构碳纤维的制备方法,其特征在于,所述步骤A中,浓硝酸和浓硫酸的体积比为1:4~1:3,酸化时间为2h,温度为55~65℃。5.根据权利要求3所述的一种多级结构碳纤维的制备方法,其特征在于,所述步骤B中,所述有机溶剂为DMF、四氢呋喃、乙酸丁酯中任意一种,反应温度为60~80℃;所述二异氰酸酯类单体为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4
′‑
二苯基甲烷二异氰酸酯中任意一种;所述端羟基聚合物为聚乙二醇、聚四氢呋喃中任意一种;以质量计,二异氰酸酯类单体用量为碳纤维的0.06~0.1,氧化石墨烯用量为碳纤维的0.02~...
【专利技术属性】
技术研发人员:何冠松,孟力,李鑫,王鹏,戴宇,钟若雷,孙银双,杨志剑,
申请(专利权)人:中国工程物理研究院化工材料研究所,
类型:发明
国别省市:
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