[发明专利]一种碳纤维表面原位生长聚合物粒子制备高性能复合材料的方法

摘要

本发明公开了一种碳纤维表面原位生长聚合物粒子制备高性能复合材料的方法。该方法是通过在室温下，在CF表面原位化学键接、生长聚合物粒子，对CF表面进行改性，从而提高CF与基材界面粘合力，提高复合材料性能。本发明中CF表面原位生长的粒子以化学键与CF相连，不易脱落；CF表面改性过程简单、快速且条件温和；不使用强酸或强氧化剂处理CF表面，对CF本身表面没有损伤；CF表面长出的粒子组成、尺寸、形貌、表面粗糙度和官能基团可调；调控反应组成和配比，可使聚合物粒子表面带有可进一步与基材树脂反应的功能基团，进一步提高CF与基材的界面性能。TFBT测试表明CF与基材树脂界面拉伸强度提高了76‑164％，单丝微滴脱粘法测定表明IFSS提高了40‑76％。

主权项

1.一种碳纤维表面原位生长聚合物粒子制备高性能复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)CF基材表面预处理：a)清洗：CF基材用丙酮抽提，然后超声清洗，并用乙醇和去离子水冲洗，放入烘箱干燥；b)CF基材表面沉积:将步骤a)清洗后的CF基材浸入Tris缓冲液中，所述Tris缓冲液含多巴胺盐酸盐或聚乙烯亚胺中的一种或两种，多巴胺盐酸盐和聚乙烯亚胺的浓度范围均为1‑6mg/mL，pH值为8.5，室温静置6‑12h，取出CF基材用乙醇或去离子水冲洗至溶液澄清，将CF基材放入烘箱50‑80℃干燥备用；2)CF基材表面原位生长聚合物粒子：将上述表面预处理过的CF基材浸入有机溶剂中，加入含异氰酸酯基团的单体或/和含环氧基团的单体，加入含巯基的单体，加入表面分散剂，室温下、搅拌或静置进行点击聚合2‑12h，在CF基材表面原位生长聚合物粒子，反应结束后，用有机溶剂异丙醇或乙醇清洗，烘箱干燥。