一种碳纤维界面改性方法及其在制备碳纤维/酚醛复合材料中的应用技术

本发明专利技术属于高性能纤维领域，提供了一种碳纤维界面改性方法及其在制备碳纤维/酚醛复合材料中的应用，基于水热合成技术和液相浸渍技术，在碳纤维表面原位生长二氧化锆纳米颗粒，同时引入带有反应基团的硅烷偶联剂完成界面构筑，从而改善碳纤维/酚醛树脂复合材料的力学性能以及耐烧蚀性能。本发明专利技术所提供的改性方法方便易实施，有利于大规模连续化生产应用。以改性后的碳纤维平纹布为增强体，制备的碳纤维/酚醛复合材料的最佳弯曲强度高达632 MPa，相比较未处理的碳纤维制备的复合材料提升49.41%；最佳线烧蚀率为热烧蚀率为0.021 mm/s，质量烧蚀率为0.049 g/s，相比较未改性的碳纤维别下降了60.38%以及30%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高性能纤维材料领域，具体提供了一种碳纤维界面改性方法及其在制备碳纤维/酚醛复合材料中的应用。

技术介绍

1、随着航天动力技术的跨越式发展，现代火箭发动机喷管在超高焓燃气冲刷与极端热力耦合环境下正面临严峻挑战。固体火箭发动机燃烧室压力可达20mpa以上，喷管喉部燃气温度突破2000℃，局部热流密度达50mw/m²；液体发动机虽峰值温度较低，但持续工作时间达千秒级，累积热载荷超过传统烧蚀材料的承受阈值。这种极端热力耦合环境对热防护系统提出了双重刚性需求：既需材料具备超低线性烧蚀率与高热流屏蔽效能，又要实现结构-防热-承载一体化设计以突破传统分体式结构的重量瓶颈。

2、碳纤维增强聚合物基复合材料（cfrp）凭借其轻质高强（密度<1.8 g/cm³，比强度>500 mpa•cm³/g）和优异隔热性能，长期主导着热防护材料体系。然而聚合物基体在600℃以上容易发生热解碳化的特性，导致材料力学性能呈指数级衰减，这一本质缺陷使其难以满足新一代飞行器对结构功能一体化的严苛要求。为此，研究者们尝试在聚合物基体中添加sio2、zrsi2等本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳纤维界面改性的方法，其特征在于，步骤如下：

2.根据权利要求1所述碳纤维界面改性的方法，其特征在于，步骤（1）加入磁子后以1000-2000 r/min的速度搅拌10-40 min。

3.根据权利要求1所述碳纤维界面改性的方法，其特征在于，步骤（2）所述的碳纤维织物为碳纤维平纹布或其他的碳纤维织物，具体的碳纤维选自T300、T600、T700、T800和T1000中的任意一种或几种组合。

4.根据权利要求1所述碳纤维界面改性的方法，其特征在于，所述的硅烷偶联剂选自γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷，β-(3,4...

【技术特征摘要】

1.一种碳纤维界面改性的方法，其特征在于，步骤如下：

2.根据权利要求1所述碳纤维界面改性的方法，其特征在于，步骤（1）加入磁子后以1000-2000 r/min的速度搅拌10-40 min。

3.根据权利要求1所述碳纤维界面改性的方法，其特征在于，步骤（2）所述的碳纤维织物为碳纤维平纹布或其他的碳纤维织物，具体的碳纤维选自t300、t600、t700、t800和t1000中的任意一种或几种组合。

4.根据权利要求1所述碳纤维界面改性的方法，其特征在于，所述的硅烷偶联剂选自γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷，β-(3,4-环氧环己基)...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔国强，冯建顺，邵蒙，于秋兵，于广，袁文婕，任鑫，齐风杰，李大勇，赵翔，刘文博，王新宇，刘俊岭，赫洪如，朱波，
申请(专利权)人：山东非金属材料研究所，
类型：发明
国别省市：