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石墨及功能化碳纤维增强聚酰亚胺复合材料的制备方法技术

技术编号:6523908 阅读:236 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种石墨及功能化碳纤维增强聚酰亚胺复合材料的制备方法。本发明专利技术将碳纳米管经过羧基化功能化,在碳纳米管上引入二元胺或多元胺,得到的表面氨基化的碳纳米管与表面经过羧基化的碳纤维反应,得到表面接枝有碳纳米管的碳纤维,再将表面接枝有碳纳米管的碳纤维进行后氨化处理,引入二元胺或多元胺,得到氨基化的碳纤维表面接枝有碳纳米管的增强体;将石墨与聚酰亚胺树脂混合搅拌均匀,再与功能化的碳纤维增强体复合,得到石墨及功能化碳纤维增强聚酰亚胺复合材料。本发明专利技术反应步骤简单可控,利用碳纳米管的强度和韧性强韧化碳纤维,改善碳纤维与树脂基体的粘结性能,提高复合材料的界面粘结强度;利用石墨的高润滑性和良好的热稳定性改善树脂基体。可以应用在机械电子、航空航天、风力发电以及交通运输等各个领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料
,具体涉及一种。
技术介绍
聚酰亚胺是一类主链上含有酰亚胺环的高分子材料,具有非常优良的耐热性、耐低温性、耐溶剂性、自润滑性以及阻燃等特性,同时,也具有非常优良的力学性能和介电性能。因此被广泛地应用于光伏材料、非线性光学材料;宇宙飞船、卫星或太空飞行器等的耐高温材料;航空航天、汽车、机电等方面的先进结构复合材料、电气绝缘材料、耐高温胶粘剂等;以及电子微电子领域的FPC或PCB的基体材料、IC的层间绝缘材料、超大规模集成电路钝化涂层和Q粒子阻挡层涂覆材料等,是当前微电子信息领域中最好的封装和涂覆材料之一。近些年来,人们对聚酰亚胺树脂予以高度的重视,聚酰亚胺树脂的研究与应用得以迅速发展。石墨作为一种常用的固体润滑剂,常用于降低聚合物的摩擦系数和磨损率,耐酸性、抗腐蚀和物理特性即耐高温3000°C,耐低温_204°C,而且抗氧化,在450°C空气中失重 1%。因此石墨制品被广泛应用在冶金、化工、石油化工、高能物理、航天、电子等方面。特别是近年来,纳米材料的发展,已引起研究者的广泛关注。碳纳米管以其特有的力学性能、电学性能、热学性能和化学性能引起了世界各国化学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨及功能化碳纤维增强聚酰亚胺复合材料的制备方法,其特征在于具体步骤如下:(1)称取0.1~1×10g干燥的碳纳米管和10~1×104mL无机酸混合,在1~120kHz超声波或10 r/min~106 r/min的离心速度搅拌下处理1~24小时,然后加热至20~150℃,反应1~48小时,经去离子水稀释洗涤,微孔滤膜抽滤,洗涤至滤液为中性,在温度为25~150℃下真空干燥1~48小时,得到纯化的碳纳米管;(2)将1~1×102g干燥的碳纤维和强氧化性酸1~1×104mL混合,在1~120kHz超声波下处理0.1~12小时,然后加热到25~120℃,搅拌并回流反应0.2~12小时,经去离...

【技术特征摘要】
1.一种石墨及功能化碳纤维增强聚酰亚胺复合材料的制备方法,其特征在于具体步骤如下(1)称取0.1 1 X IOg干燥的碳纳米管和10 1 X IO4HIL无机酸混合,在广120kHz超声波或10 r/mirTlO6 r/min的离心速度搅拌下处理1 24小时,然后加热至20 150°C, 反应1 48小时,经去离子水稀释洗涤,微孔滤膜抽滤,洗涤至滤液为中性,在温度为25 150°C下真空干燥1 48小时,得到纯化的碳纳米管;(2)将1 1X IO2g干燥的碳纤维和强氧化性酸1 1 X IO4HiL混合,在广120kHz超声波下处理0. 1 12小时,然后加热到25 120°C,搅拌并回流反应0. 2 12小时,经去离子水洗涤,滤纸抽滤,洗涤至滤液呈中性,在25 150°C温度下真空干燥1 48小时,得到酸化的碳纤维;(3)将步骤(1)中得到的纯化碳纳米管0.1 1 X IOg和强氧化性酸1 1 X IO3HiL混合,在广120kHz超声波下处理0. 1 80小时,然后加热到25 120°C,搅拌并回流反应1 80小时,经去离子水稀释洗涤,超微孔滤膜抽滤,洗涤至滤液呈中性,在25 200°C温度下真空干燥1 48小时,得到酸化的碳纳米管;(4)将步骤(3)所得酸化的碳纳米管0.1 1 X 10g、二元胺或多元胺1 1 X 103g、有机溶剂1 1 X IO3HiL和缩合剂0. 1 1 X IOg混合,以广120kHz超声波处理0. 1 96小时, 在25 220°C温度下反应1 96小时后,抽滤并洗涤,在25 200°C温度下真空干燥1 48 小时,得到氨化的碳纳米管;(5)将步骤(4)所得氨基化的碳纳米管0.1 lXlOg、步骤(2)所得的酸化碳纤维 1 1 X 102g、有机溶剂1 1 X 103mL和缩合剂0. 1 1 X IOg混合,以1 120kHz超声波处理0. 1 12小时,在温度为25 220°C下反应0. 1 96小时后,往其中添加二元胺或多元胺0. 1 1 X IO2g和缩合剂0 1 X IOg再反应1 96小时,抽滤并洗涤,在25 200°C温度下真空干燥1 48小时,得到的碳纤维表面接枝有氨基和碳纳米管;(6)称取0.1 1 X IOg干燥的石墨和1 1 X IO3g聚酰亚胺树脂混合搅拌均勻,再与功能化的碳纤维增强体1 1 X IO2g经真空模压除泡复合,在温度为50 400°C下反应0. 5 48小时,得到石墨及功能化碳纤维增强聚酰亚胺复合材料。2.根据权利要求1所述的石墨及功能化碳纤维增强聚酰亚胺复合材料的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述碳纳米管包括化学气相沉积法、电弧放电法、太阳能法、模板法或激光蒸发法中的任一种制备的单壁或多壁碳纳米管或其以任意比例混合的混合物。3.根据权利要求1所述的石墨及功能化碳纤维增强聚酰亚胺复合材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员:邱军王宗明
申请(专利权)人:同济大学
类型:发明
国别省市:31

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