低损伤碳纤维针织物增强耐烧蚀复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低损伤碳纤维针织物增强耐烧蚀复合材料的制备方法，包括：(1)制备芯层为碳纤维、皮层为PCL纳米纤维与PBAT纳米纤维混合的纳米纤维膜的皮芯型复合纤维；(2)以皮芯型复合纤维为原料制成针织物，再置于超临界CO<subgt;2</subgt;环境中进行发泡去除PCL，得到低损伤碳纤维针织物预制件；(3)将预制件浸渍于硼酚醛/丁腈橡胶混合溶液中，取出后干燥来挥发乙酸乙酯；(4)重复步骤(3)，直至树脂含量为预制件质量的2.5～3倍；(5)将浸渍完成的预制件置于模具中固化成型，固化后得到低损伤碳纤维针织物增强耐烧蚀复合材料。本发明专利技术工艺简单、机械化程度高、不受材料形状尺寸的限制、能够实现大批量制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料领域，具体是一种低损伤碳纤维针织物增强耐烧蚀复合材料的制备方法。

技术介绍

1、飞行器在高速进入稠密大气层时，由于与空气碰撞产生气动加热效应，表面温度会快速升高，从而引发烧蚀现象，威胁到内部结构和发动机等设备的安全性。因此，在火箭、卫星和航天飞机等飞行器的表面以及需要保护的组件部位覆盖热防护材料，能够有效地减缓高温烧蚀和热损伤。

2、碳纤维/酚类烧蚀器是一种最常见的刚性热防护材料，它具有低密度、低导热率和优异的烧蚀性能。然而，碳纤维/酚类烧蚀器是刚性的，韧性差，在面对高速高温流体冲刷时，热防护材料会受到热应力而产生变形，进而遭到破坏，这样会使热防护系统失去作用，导致飞行器的内部工作环境出现问题。因此，对酚醛复合材料进行增韧处理对热防护系统来说具有重要意义。具有一定韧性的酚醛复合材料，在制造和使用过程中能够承受一定的机械力和热应力，在面对高速高温流体冲刷时，不会因为产生形变而使热防护系统失效，能起到更好的热防护作用；除此之外，航空飞行器在进入大气层时会面临极端的高温环境，通过改善复合材料的耐烧蚀性能，也可以充分发挥其在航空航本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低损伤碳纤维针织物增强耐烧蚀复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的低损伤碳纤维针织物增强耐烧蚀复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，以碳纤维作为芯层、以5～20wt％的PCL溶液与10～50wt％的PBAT溶液作为共轭静电纺丝液，利用共轭静电纺丝技术将PCL与PBAT纺制在碳纤维的外侧形成纳米纤维膜，得到芯层为碳纤维、皮层为PCL纳米纤维与PBAT纳米纤维混合的纳米纤维膜的皮芯型复合纤维。

3.根据权利要求2所述的低损伤碳纤维针织物增强耐烧蚀复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，共轭静电纺丝的具体工艺是：将P...

【技术特征摘要】

1.一种低损伤碳纤维针织物增强耐烧蚀复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的低损伤碳纤维针织物增强耐烧蚀复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，以碳纤维作为芯层、以5～20wt％的pcl溶液与10～50wt％的pbat溶液作为共轭静电纺丝液，利用共轭静电纺丝技术将pcl与pbat纺制在碳纤维的外侧形成纳米纤维膜，得到芯层为碳纤维、皮层为pcl纳米纤维与pbat纳米纤维混合的纳米纤维膜的皮芯型复合纤维。

3.根据权利要求2所述的低损伤碳纤维针织物增强耐烧蚀复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，共轭静电纺丝的具体工艺是：将pcl溶液与pbat溶液分别转移至两个注射器中并将两个注射器分别固定在各自的注射泵上，两个注射器的针头与两个极性相反的高压电源相连；碳纤维作为芯纱穿过转盘缠绕在接收辊上；然后注射泵挤出，pcl溶液与pbat溶液从针头喷出后在高压电场下形成纳米纤维并聚集在转盘上，在转盘旋转的过程中将pcl纳米纤维与pbat纳米纤维包覆在碳纤维的表面，形成芯层为碳纤维、皮层为pcl纳米纤维与pbat纳米纤维混合的纳米纤维膜的皮芯型复合纤维；

4.根据权利要求1所述的低损伤碳纤维针织物增强耐烧蚀复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，碳纤维的规格为6k。

5.根据权利要求1所述的低损伤碳纤维针织物增强耐烧蚀复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，针织物的织物组织为纬平针组织、罗纹组织或双反面组织；

6.根据权利要求1所述的低损伤碳纤维针织物增强耐烧蚀复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3具体是：室温下，将低损伤碳纤维针织物预制件浸渍于硼酚醛/丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊威，刘荷，向莉珍，胥茹柳，陈建，李娟子，龙晶，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：