一种基于层层自组装原理的碳纤维表面改性方法技术

本发明专利技术公开了一种基于层层自组装原理的碳纤维表面改性方法，为结构/功能一体化复合材料的构建提供一种高效的制备方法，该方法可以使得功能纳米填料在纤维表面具有较高的含量，同时使其在复合材料中均匀分布。本发明专利技术的方法包括：(1)去除碳纤维表面上浆剂，再将其浸渍在阳离子聚电解质溶液中使其带正电荷；(2)超声分散制备合适浓度的表面带负电荷的氧化石墨烯溶液；(3)通过偶联剂处理功能纳米粒子表面，使其带正电荷；(4)将阳离子聚电解质溶液正电荷处理的碳纤维浸渍在负电荷的氧化石墨烯悬浊液中，水洗烘干后再浸渍在带正电荷的功能纳米粒子悬浊液中，水洗干燥完成一次组装，重复该步骤n次从而实现碳纤维表面的层层自组装改性。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于碳纤维表面改性领域，尤其一种基于层层自组装原理的碳纤维表面改性方法。

技术介绍

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技术介绍
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1、碳纤维增强聚合物复合材料由于轻质、高比强度和比刚度的特性,被广泛应用于航空航天、轨道交通、新能源以及军事领域。随着复合材料的发展，除了作为结构承力材料之外，也可用于功能材料，实现结构/功能一体化设计。其中主要途径之一是通过添加功能填料而实现不同的功能特性，如导电、导热、电磁屏蔽和核辐射屏蔽等，尤其是采用纳米粒子。专利cn110343363通过碳纳米管、石墨烯、导电炭黑中的一种或几种填料加入到环氧树脂中用于制备一种导电碳纤维复合材料。专利cn114932724通过电流体动力雾化沉积的方法分别将四氧化三铁纳米粒子和氧化石墨烯纳米粒子沉积在碳纤维布表面获得改性碳纤维布，用于高强度的电磁屏蔽纤维复合材料的制备和设计。另外，专利cn113201180公开了一种中子及伽马射线复合屏蔽材料及其制备方法，所述的复合屏蔽材料引入了经表面修饰的中子吸收剂和伽马射线吸收剂，使得该材料在具备高性能的中子吸收能力的同时还兼备了一定的伽马衰减能力。中子屏蔽包本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.本专利技术提供了一种基于层层自组装原理的碳纤维表面改性方法，其特征主要在于采取以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维，其形式包括碳纤维丝束或碳纤维织物；所述碳纤维织物包括碳纤维单向布、碳纤维平纹物、碳纤维斜纹布、碳纤维缎纹布以及碳纤维无皱褶织物中的一种或几种。

3.根据权利要求1中所述的方法，其特征是所述阳离子的聚电解质溶液为聚乙烯亚胺(PEI)，聚丙烯胺(PAM)和聚季铵盐类聚合物中的一种或者多种，优选溶液浓度为1-5mg/mL。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述表面改性剂为3-氨基丙基三乙氧基硅...

【技术特征摘要】

1.本发明提供了一种基于层层自组装原理的碳纤维表面改性方法，其特征主要在于采取以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维，其形式包括碳纤维丝束或碳纤维织物；所述碳纤维织物包括碳纤维单向布、碳纤维平纹物、碳纤维斜纹布、碳纤维缎纹布以及碳纤维无皱褶织物中的一种或几种。

3.根据权利要求1中所述的方法，其特征是所述阳离子的聚电解质溶液为聚乙烯亚胺(pei)，聚丙烯胺(pam)和聚季铵盐类聚合物中的一种或者多种，优选溶液浓度为1-5mg/ml。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述表面改性剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)，n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷(aeaptms),3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷(apdmes)中的一种或者多种水解之后的水醇溶液，表面改性的反应温度为60-100℃。...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾轶卓，刘奔奔，李宜彬，徐惠彬，
申请(专利权)人：天目山实验室，
类型：发明
国别省市：