[发明专利]一种CNT/PEEK热塑性复合薄膜的制备方法

说明书

一种CNT/PEEK热塑性复合薄膜的制备方法，本发明涉及一种复合薄膜的制备方法，本发明的目的是为了克服传统方法制备的聚合物复合薄膜中CNT存在团聚，以及高粘性PEEK热塑性树脂无法充分浸润碳纳米纸的问题，步骤一：准备材料；步骤二：搅拌溶液；步骤三：分散溶液；步骤四：将烧杯A和烧杯B溶液混合后再次分散；步骤五：烧杯A剩余溶液抽滤；步骤六：部分烧杯C溶液抽滤；步骤七：烧杯D溶液抽滤；步骤八：真空干燥；步骤九：称量；步骤十：计算；步骤十一：热模压：通过热模压机将步骤九中CNT/PEEK预制复合薄膜在压强为1‑1.5MPa，保压时间为10‑15min，并在360℃下制备成最终CNT/PEEK热塑性复合薄膜。本发明属于高性能热塑性复合材料领域。

技术领域

本发明涉及一种复合薄膜的制备方法，具体涉及一种CNT/PEEK热塑性复合薄膜的制备方法，属于高性能热塑性复合材料领域。

背景技术

PEEK(聚醚醚酮)热塑性树脂是一种高性能的特种工程塑料，具有优异的热机械、自润滑、阻燃、耐高温、耐腐蚀、耐辐射、耐水解等优点，在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗等领域得到广泛应用。CNT(碳纳米管)因其固有的高比表面积、比刚度、比强度和独特的化学性质被认为是聚合物复合材料的理想增强相。将CNT掺杂到聚合物基体中的传统方法主要有熔融共混、溶液混合或原位聚合。然而，由于PEEK热塑性树脂具有较高的熔点和粘度，且流动性较差，而碳纳米管之间又存在较强的范德华力和静电力。当通过传统方法将CNT添加到PEEK热塑性树脂中制备成复合薄膜，不可避免存在CNT团聚的问题，并且复合薄膜中CNT的含量一般低于5％。后续为了解决CNT团聚的问题，相关研究将CNT制备成二维多孔网状结构的碳纳米纸，通过热模压、渗透、浸泡等方法与树脂基体复合形成复合材料。但是，针对PEEK热塑性树脂，由于其具有很强的化学惰性，一般只溶解于强酸，因此无法通过渗透和浸泡等方法浸润于碳纳米纸内部。此外，通常碳纳米纸内部的平均孔径尺寸为40nm，甚至更小，这也不利于高粘性PEEK热塑性树脂的浸润。

针对目前将CNT添加到高性能PEEK热塑性树脂中制备成复合薄膜存在的困难，尤其是提高CNT在复合薄膜中的含量，需要提供一种行之有效的方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服传统方法制备的聚合物复合薄膜中CNT存在团聚，以及高粘性PEEK热塑性树脂无法充分浸润碳纳米纸的问题，进而提供一种CNT/PEEK热塑性复合薄膜的制备方法。

本发明为了解决上述问题采用的技术方案是：

1、一种CNT/PEEK热塑性复合薄膜的制备方法,所述方法是按照以下步骤实现的：

步骤一：准备材料：在恒温恒湿的洁净室内称量CNT粉末、分散剂、PEEK粉末和去离子水，用电子天平称量重量为M₀的CNT粉末，重量为M₀的PEEK粉末，并将重量为M₀的CNT粉末、分散剂和去离子水混合于烧杯A中，将重量为M₀的PEEK粉末分散剂和去离子水混合于烧杯B中，少量PEEK粉末、分散剂和去离子水混合于烧杯C中；

步骤二：搅拌溶液：采用机械搅拌器将烧杯A、烧杯B和烧杯C内混合溶液分别机械搅拌0.5-2h，机械搅拌转速为500-3000r/min，使得溶质在溶剂中初步分散；

步骤三：分散溶液：采用超声分散设备对烧杯A、烧杯B和烧杯C内混合溶液分别超声分散6-10h，超声分散功率：200-1000W，使得溶质在溶剂中充分均匀分散；

步骤四：将烧杯A和烧杯B溶液混合后再次分散：取部分烧杯A溶液和部分烧杯B溶液倒入烧杯D中，并将烧杯D超声分散3h，使得CNT和PEEK的混合溶质在溶剂中充分均匀分散；

步骤五：烧杯A剩余溶液抽滤：称量一张PTFE抽滤膜质量为M₁，将烧杯A剩余溶液倒入真空抽滤装置进行抽滤；