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一种准聚轮烷改性碳纤维表面及提高复合材料界面性能的方法技术

技术编号:41520408 阅读:37 留言:0更新日期:2024-05-30 14:55
本发明专利技术提供了一种准聚轮烷改性碳纤维表面及提高复合材料界面性能的方法,属于碳纤维改性技术领域,该方法包括以下步骤:将环糊精和线性聚合物通过主客体自组装形成准聚轮烷;将碳纤维在加热条件下浸渍于含催化剂的准聚轮烷水溶液中反应结合,得到基于准聚轮烷表面改性的碳纤维;将所述表面改性的碳纤维与树脂复合固化,得到准聚轮烷改性碳纤维界面增强树脂基复合材料。本方法全过程在水溶液中进行,无需有机溶剂加入,绿色低碳环保,且得到的树脂基复合材料界面结合作用包括共价键作用、分子链互锁和氢键结合等,具有优异的界面粘结强度和界面剪切强度,在提高复合材料界面性能的工业应用中具有较强的工程价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种准聚轮烷改性碳纤维表面及提高复合材料界面性能的方法,属于碳纤维改性。


技术介绍

1、碳纤维树脂基复合材料具有轻质高强高模、耐腐蚀、耐疲劳性能好、可整体成型和结构功能一体化设计等优点,广泛应用于航天航空、轨道交通、建筑等领域。但碳纤维表面由于高温石墨化处理的影响,表面石墨化程度高、惰性大,对树脂的浸润以及化学结合都非常不利,从而导致复合界面性能较差。界面结合强度低将导致在复合承受外界载荷的过程中,难以起到将应力从承接能力低的树脂向承受能力高的碳纤维表面传递的桥梁作用,制约了碳纤维优异力学性能的发挥。

2、环糊精是一种环状低聚糖,由淀粉经简单地酶催化得到,因无毒而被广泛应用。此外,由于环糊精的分子相容性空穴具有内疏水外亲水的特性,因而可以与疏水性物质形成包合物。当疏水性线状分子(客体)与三个及三个以上环糊精(主体)通过亲-疏水和主-客体等作用力使得线性分子部分或全部嵌入环糊精内部,形成准聚轮烷,制备过程绿色环保。环糊精表面富含羟基可提高碳纤维表面极性及反应活性,同时环糊精在准聚轮烷中可形成环状氢键带可提升界面刚性,并将机械互锁作用本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种准聚轮烷改性碳纤维表面及提高复合材料界面性能的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的一种准聚轮烷改性碳纤维表面及提高复合材料界面性能的方法,其特征在于,步骤S1中所选的环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精及它们的衍生物中的一种。

3.如权利要求1所述的一种准聚轮烷改性碳纤维表面及提高复合材料界面性能的方法,其特征在于,步骤S1中的线性聚合物为能够与对应环糊精进行主客体自组装的氨基封端的聚乙二醇、乙二胺封端的聚乙烯亚胺、聚醚胺中及其它氨基封端的线性聚合物的一种或几种,线性聚合物的重均分子量为2000-10000。</p>

4.如权...

【技术特征摘要】

1.一种准聚轮烷改性碳纤维表面及提高复合材料界面性能的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的一种准聚轮烷改性碳纤维表面及提高复合材料界面性能的方法,其特征在于,步骤s1中所选的环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精及它们的衍生物中的一种。

3.如权利要求1所述的一种准聚轮烷改性碳纤维表面及提高复合材料界面性能的方法,其特征在于,步骤s1中的线性聚合物为能够与对应环糊精进行主客体自组装的氨基封端的聚乙二醇、乙二胺封端的聚乙烯亚胺、聚醚胺中及其它氨基封端的线性聚合物的一种或几种,线性聚合物的重均分子量为2000-10000。

4.如权利要求1所述的一种准聚轮烷改性碳纤维表面及提高复合材料界面性能的方法,其特征在于,步骤s1中的环糊精与线型聚合物的摩尔比为(30~60):1。

5.如权利要求1所述的一种准聚轮烷改性碳纤维表面及提高复合材料界面性能的方法,其特征在于,步骤s2中的碳纤维表面处理为等离子处理或阳极氧化处理,其中等离子处理功率为90w~150w,处理时间为3~10分钟。

6.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员:许鹏吴俣姗彭华新秦发祥
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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