[发明专利]碳纤维/碳纳米管/有机硅树脂多维混杂复合材料的制备方法

摘要

碳纤维/碳纳米管/有机硅树脂多维混杂复合材料的制备方法，属于纳米材料技术领域。所述方法为一、羧基化碳纳米管的制备；二、氨基化碳纳米管的制备；三、功能化碳纤维的制备；四、碳纤维/碳纳米管/有机硅树脂多维混杂复合材料的制备。本发明赋予碳纳米管参与反应的活性，提高碳纳米管在硅树脂中的分散性，利用碳纳米管优异的韧性及强度增强有机硅树脂，纳米级的界面增加了纤维与树脂基体间的机械啮合作用，改善了界面结构，提高了碳纤维/碳纳米管/有机硅树脂多维混杂复合材料的力学性能。本发明制备的碳纤维/碳纳米管/有机硅树脂多维混杂复合材料室温下的层间剪切强度可达到31.06Mpa，比未处理前提高了28.4％。

主权项

一种碳纤维/碳纳米管/有机硅树脂多维混杂复合材料的制备方法，其特征在于所述方法步骤如下：将氨基化的碳纳米管通过超声振荡均匀的溶于硅树脂里，其中氨基化的碳纳米管质量占硅树脂质量的0.1~ 1%，再与氨基化的碳纤维通过模压法制备基体树脂含量在35±1.5质量百分含量范围内的碳纤维/碳纳米管/有机硅树脂多维混杂复合材料,所述氨基化的碳纳米管的制备方法为：将0.5~1g羧基化碳纳米管浸入到100~200mL甲苯溶液中，常温下超声20~40min，然后加入3.1~ 6.2g 3‑氨丙基三乙氧基硅烷，操作过程均在氮气保下进行，升温到20~40℃反应2~4 h，在80~100℃时加热回流反应1~5 h，随后冷却，用甲苯洗涤，过滤，真空干燥得到氨基化的碳纳米管, 所述氨基化的碳纤维的制备方法为：a、碳纤维的酸化处理：将0.5~2g碳纤维缠绕在方形玻璃框架上，然后浸入到50~200mL浓度为65~70%的浓硝酸或浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中，60~100℃下或常温下磁力搅拌氧化5~8h，用去离子水洗涤至溶液成中性，真空干燥得到酸氧化的碳纤维；b、碳纤维的还原处理：氧化后的碳纤维在LiAlH4‑四氢呋喃的饱和溶液中加热回流1~4h后，洗涤至溶液成中性，80~100℃下干燥得到还原后的碳纤维；c、碳纤维的氨丙基烷基化处理：将0.5~1g还原后的碳纤维缠绕在方形玻璃框架上，浸入到100~200mL甲苯溶液中，然后加入3.1~ 6.2g 3‑氨丙基三乙氧基硅烷，操作过程均在氮气保下进行，升温到20~40℃反应2~4 h，在80~100℃时加热回流反应2~4 h，随后冷却，用甲苯洗涤，过滤；d、真空干燥得到氨基化的碳纤维。