连续碳纤维增强杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于先进复合材料科学技术领域，公开了一种连续碳纤维增强杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂基复合材料及其制备方法。杂萘联苯聚芳醚腈树脂溶解在特定有机溶剂中，配制成质量百分比浓度为5％～40％的树脂溶液，将连续碳纤维在树脂溶液中进行浸渍，通过烘干工艺去除溶剂后经裁剪制得预浸片，根据复合材料的厚度铺设相应层数的预浸片，然后进行热压成型，脱模后制得连续碳纤维增强杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂基复合材料，该复合材料在250℃的弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度的保持率分别可达到56％、96％和60％。本发明专利技术对于推动先进复合材料的发展和开拓连续碳纤维增强高性能热塑性树脂基复合材料在航空航天领域的应用具有实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐高温热塑性树脂基复合材料，特别涉及。
技术介绍
自20世纪50年代研究纤维增强热塑性树脂基复合材料与以来，热塑性树脂基复合材料得到了长足的发展。为了满足航天、航空领域对树脂基复合材料耐高温、高强度、高韧性的性能需求，树脂基复合材料研究的热点由热固性树脂基复合材料转向高性能热塑性树脂基复合材料。采用高性能热塑性树脂为基体不仅能提高复合材料的韧性，同时还方便回收利用，能够降低成本，也有利于满足环保要求。因此，相继出现了连续纤维增强的聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等高性能热塑性树脂基复合材料，其中，连续碳纤维增强PEI复合材料(CF/PEI)采用溶液浸溃工艺制备预浸带，但是其使用温度低于200°C ;连续碳纤维增强PPS复合材料(CF/PPS)和连续碳纤维增强PEEK复合材料(CF/PEEK)因树脂基体不溶解而必须采用熔融浸溃工艺，而且PEEK的玻璃化转变温度只有143°C，影响复合材料 的使用温度，并且PEEK树脂的熔点高、熔融粘度大，与碳纤维界面结合性能差，必须对碳纤维进行表面处理，导致制备成本高，限制了其推广应用。杂萘联苯结构聚芳醚系列高性能树脂是大连理工大学自主研发的一类高性能热塑性树脂基体，其玻璃化转变温度在250~370°C之间可调控，且可溶解于某些极性非质子有机溶剂，不仅可采用传统热塑性树脂的注塑挤出加工成型，还可采用溶液方式加工成型，综合性能优异，尤其是高温力学性能突出。其中，杂萘联苯聚芳醚腈系列热塑性树脂由于含有极性氰基基团，具有很高的耐热稳定性。因此，利用杂萘联苯结构聚芳醚腈可溶解的特性，可采用溶液浸溃法制备连续纤维增强复合材料的预浸料，具有易操作、成本低的特点。与本专利技术相关的专利技术专利有，专利技术专利ZL200810013111.0公开了连续纤维增强杂萘联苯聚芳醚砜酮(PPESK)复合材料的在线浸溃缠绕成型方法，专利技术专利ZL200410044114.2公开了碳纤维增强杂萘联苯聚醚酮或杂萘联苯聚醚砜复合材料，专利技术专利ZL200610134662.3和ZL200510047183.3分别公开了连续纤维增强杂萘联苯聚芳醚砜酮(PPESK)复合材料的界面改性方法等。郑亮等报道了采用杂萘联苯共聚芳醚砜(PPBES)为基体，采用溶液浸溃方法制备了连续纤维增强PPBES树脂基复合材料(2008年大连理工大学博士生论文)，但其弯曲强度较低，界面性能较差。热塑性树脂基体的结构和物理性能对其复合材料的性能具有显著影响，而上述专利和文献涉及的树脂基体是杂萘联苯结构聚芳醚砜酮(PPESK)、杂萘联苯结构聚芳醚酮(PPEK)、杂萘联苯结构聚芳醚砜(PPES)或杂萘联苯结构共聚芳醚砜(PPBES)中的一种或几种，与本专利技术的树脂基体杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂基体不同。
技术实现思路
本专利技术的目的是:以含有氰基极性基团的耐高温杂萘联苯结构聚芳醚腈为树脂基体，增强树脂基体与纤维的界面相互作用，从而提高复合材料的力学性能和耐热性能，提供一种可在高温下长期使用、力学性能优异的高性能热塑性树脂基复合材料及其制备方法。一种连续碳纤维增强杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂基复合材料，该复合材料的原料包括连续碳纤维和杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂，按照体积百分比组成为:连续碳纤维:40~75份；杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂:25~60份。所述的杂萘联苯结构聚 芳醚腈树脂为: 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续碳纤维增强杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂基复合材料，其特征在于：该复合材料的原料包括连续碳纤维和杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂，按照体积百分比组成为：连续碳纤维：40～75份；杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂：25～60份。

【技术特征摘要】
1.一种连续碳纤维增强杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂基复合材料，其特征在于:该复合材料的原料包括连续碳纤维和杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂，按照体积百分比组成为: 连续碳纤维:40~75份； 杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂:25~60份。2.根据权利要求1所述的连续碳纤维增强杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂基复合材料，其特征在于，所述的杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂为: 3.权利要求1或2所述的连续碳纤维增强杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下: 将杂萘联苯结构聚芳醚腈树脂溶解在有机溶剂中，配制成质量百分比浓度为5%~.40 %的树脂溶液，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：蹇锡高，刘程，王锦艳，张守海，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21