一种高性能可降解酰亚胺骨架超支化环氧树脂-碳纤维复合材料及其制备方法技术

技术编号:44013602 阅读:41 留言:0更新日期:2025-01-15 01:00
本发明专利技术涉及可降解超支化环氧树脂‑碳纤维复合材料技术领域,具体公开了一种高性能可降解酰亚胺骨架超支化环氧树脂‑碳纤维复合材料及其制备方法。具体制备过程如下:(1)首先合成酰亚胺骨架端巯基超支化聚合物及超支化环氧树脂;(2)将端巯基超支化聚合物表面化学接枝碳纤维布获得改性碳纤维布;(3)用超支化环氧树脂与E51共混充分浸润改性碳纤维布,经层压复合固化,即可得到高强度、可降解的环氧树脂‑碳纤维复合材料。复合材料可在碱性醇溶液中完全降解,实现碳纤维的循环回收及再利用。本发明专利技术工艺简单,复合材料具有高性能、降解高效和循环回收再利用功能,可望用于风电叶片、航空航天等领域结构件的制造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可降解超支化环氧树脂-碳纤维复合材料,具体涉及一种高性能可降解酰亚胺骨架超支化环氧树脂-碳纤维复合材料及其制备方法


技术介绍

1、碳纤维/环氧树脂复合材料具有质轻高强、耐热稳定性好、耐化学腐蚀、尺寸稳定性好等优点,在航空航天、汽车、风力发电等领域的应用日益广泛。然而,热固性环氧树脂由于高交联密度使得复合材料具有一定脆性,抗裂纹扩展能力差,并且难以降解,容易造成污染。因此,如何使碳纤维复合材料废弃物循环利用得到了越来越多研究者的关注。由于不可逆的交联网络,在不降低性能的情况下热固性树脂和碳纤维的高效闭环回收成为一个重大挑战。

2、传统的机械回收方法和化学回收方法不可避免的会对碳纤维的性能和尺寸造成损伤。具有某些环境刺激响应性的动态共价聚合物已被提议作为不可回收的热固性材料的一种可持续的替代材料。将动态共价键如亚胺、缩醛和酯等引入聚合物主链,实现了热固性环氧树脂材料的降解/溶解,或重复使用。而酰亚胺结构不仅在碱性条件下具有良好的降解性,而且还具有突出的热稳定性、耐腐蚀性和较高的机械性能。为此本申请的专利技术人引入酰亚胺结构专利技术了本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高性能可降解酰亚胺骨架超支化环氧树脂,其特征在于,其结构式为如下通式(1):

2.权利要求1所述的一种高性能可降解酰亚胺骨架超支化环氧树脂的制备方法,其特征在于,经以下步骤合成:

3.根据权利要求2所述的高性能可降解酰亚胺骨架超支化环氧树脂的制备方法,其特征在于,所述的二氨基化合物、三酸酐化合物、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、巯基羧酸的摩尔比为1:2:(0.9~2):(1.5~8.5),巯基羧酸与烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为1:1。

4.根据权利要求3所述的高性能可降解酰亚胺骨架超支化环氧树脂的制备方法,其特征在于,所述的二氨基化合物为4,4’-二...

【技术特征摘要】

1.一种高性能可降解酰亚胺骨架超支化环氧树脂,其特征在于,其结构式为如下通式(1):

2.权利要求1所述的一种高性能可降解酰亚胺骨架超支化环氧树脂的制备方法,其特征在于,经以下步骤合成:

3.根据权利要求2所述的高性能可降解酰亚胺骨架超支化环氧树脂的制备方法,其特征在于,所述的二氨基化合物、三酸酐化合物、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、巯基羧酸的摩尔比为1:2:(0.9~2):(1.5~8.5),巯基羧酸与烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为1:1。

4.根据权利要求3所述的高性能可降解酰亚胺骨架超支化环氧树脂的制备方法,其特征在于,所述的二氨基化合物为4,4’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚、3,3’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯砜、2,2’-二氨基二苯硫醚、4,4’-二氨基二苯硫醚中的一种或多种;所述的三酸酐化合物为偏苯三酸酐或1,2,4-环己烷三甲酸酐;所述的巯基羧酸为巯基丙酸、巯基乙酸中的一种或两种。

5.根据权利要求3所述的高性能可降解酰亚胺骨架超支化环氧树脂的制备方法,其特征在于,所述的带水剂为甲苯、二甲苯中的一种或两种,其质量为三(2-羟乙基)异氰尿酸酯质量的0.5~5倍;所述的有机溶剂为四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙酸乙酯、丙酮、氯仿、n,n-二甲基甲酰胺和二氯甲烷中的一种或多种,其质量为三(2-羟乙基)异氰尿酸酯质量的10~30倍;所述的光引发剂为4-二甲氨基吡啶、二苯甲酮、对氨基苯丙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮和1-羟基环己基苯基甲酮中的一种或多种,其质量为烯丙基缩水甘油醚质量的0.4%~2%。

6.一种高性能可降解酰亚胺骨架超支化环氧树脂/碳纤维复合材料,其特征在于,由权利要求1所述的可降解酰亚胺骨架超支化环氧树脂或权利要求2-5任一所述方法制备的可降解酰亚胺骨架超支化环氧树脂与双酚a型...

【专利技术属性】
技术研发人员:张道洪马云可吴黄虎刘恒胜许泽军张俊珩
申请(专利权)人:中南民族大学
类型:发明
国别省市:

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