【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纺织，尤其涉及强界面双连接碳纤维环氧树脂复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、碳纤维是一种碳含量高于90%，经石墨晶片沿纤维轴向堆砌而成的特种纤维材料。碳纤维力学性能优良，作为复合材料增强体，赋予碳纤维增强复合材料比传统材料更高的比强度、耐磨性、比模量等优异性能，受到了广大学者的关注，已被广泛应用于航天航空、化工等领域。近年来，全球对碳纤维的市场需求呈现逐年增加的趋势。目前，全球碳纤维生产主要集中在日本、美国和欧洲。我国碳纤维产品的研发主要集中在聚丙烯腈基碳纤维上，随着技术的进步和产业化的稳步推进，我国潜心研发的一些碳纤维产品的性能已达到国外同类产品水平，带动了我国聚丙烯腈基碳纤维行业的快速发展。
2、众所周知，碳纤维呈现强的脆性和化学惰性，利用其制备碳纤维增强复合材料的过程中会出现很多问题，如：纤维断丝、起毛、纤维与基体黏结力弱等。此外，碳纤维表面的化学惰性，活性官能团少，与聚合物（如：树脂）之间的润湿性差，致使二者之间的界面黏附性较差，界面成为复合材料的薄弱环节，导致碳纤维增强复合材料力学性能降低。因此，在开发碳纤维复合材料过程中，能够改善碳纤维与聚合物间界面黏附行为的手段或方法，受到学者们的广泛关注。另外，碳纤维丝束或碳纤维纱作为经纱进行织造时，反复的拉伸、弯曲等机械作用，会使碳纤维发生起毛等问题，造成开口不清，从而导致织造无法顺利进行。
3、针对上述问题，在碳纤维的生产及使用过程中，纤维表面上浆处理技术是有效解决这一问题的重要手段。为获得良好的上浆效果，增强碳纤维与树脂基体间界面作用
技术实现思路
1、基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了强界面双连接碳纤维环氧树脂复合材料及其制备方法，可以明显改善碳纤维与环氧树脂间的结合作用，使碳纤维环氧树脂基复合材料的性能得到了明显提升。
2、本专利技术提出的强界面双连接碳纤维环氧树脂复合材料的制备方法，方法步骤如下：
3、s1：pva-g-phea的制备
4、以丙烯酸羟乙酯为接枝单体、硫酸亚铁铵和过氧化氢为引发剂对pva进行接枝反应，制得pva-g-phea；
5、s2：碳纤维环氧树脂基复合材料的制备
6、将经退浆处理后的碳纤维浸渍在pva-g-phea的浆液中进行上浆，然后再以上浆后的碳纤维作为增强体、环氧树脂作为基体进行成型，制得碳纤维环氧树脂基复合材料。
7、优选地，s1中pva、丙烯酸羟乙酯、硫酸亚铁铵和过氧化氢的质量比为120:5-20:0.12-0.2:0.26-0.43。
8、优选地，s1中pva为pva1799、pva1788、pva0588、pva0599中的一种或几种。
9、优选地，s1中接枝反应的温度为30-45℃，时间2-5h。
10、优选地，s2中pva-g-phea的浆液的质量分数为0.15-1.0%。
11、优选地，s2中碳纤维的上浆率为0.5-1.5%。
12、本专利技术提出的上述方法制备的强界面双连接碳纤维环氧树脂复合材料。
13、本专利技术的有益技术效果：
14、本专利技术的上浆剂对碳纤维进行表面处理后再与环氧树脂结合制成碳纤维环氧树脂基复合材料，在拉伸强度、弯曲强度和剪切强度上均得到显著提升。这是因为本专利技术的上浆剂对碳纤维表面上浆后，一方面本专利技术的上浆剂对碳纤维与环氧树脂表面均具有良好的润湿和铺展作用，那么环氧树脂必然也对经本专利技术上浆剂上浆的碳纤维表面具有良好的润湿和铺展作用，使上浆剂表现为类似碳纤维与树脂间的“桥”，对碳纤维及环氧树脂实现强的双连接，使碳纤维与环氧树脂间产生很强的界面作用，将二者牢固连接在一起；另一方面，在碳纤维表面形成的pva接枝材料代替了惰性的碳纤维表面，pva接枝材料上的官能团能与环氧树脂基体中官能团产生结合力，二者间产生良好的相容性，同时在碳纤维表面的pva接枝材料中的phea接枝支链，可以伸入到环氧树脂中，与环氧树脂分子链发生缠结，形成扩散层，接枝支链中羟基与环氧树脂中的羟基结合形成氢键以及与环氧基发生反应，形成牢固的结合，同样促进强界面的形成；从而显著提升了复合材料的性能。
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1.强界面双连接碳纤维环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，方法步骤如下：
2.根据权利要求1所述的强界面双连接碳纤维环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，S1中PVA、丙烯酸羟乙酯、硫酸亚铁铵和过氧化氢的质量比为120:5-20:0.12-0.2:0.26-0.43。
3.根据权利要求1所述的强界面双连接碳纤维环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，S1中PVA为PVA1799、PVA1788、PVA0588、PVA0599中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的强界面双连接碳纤维环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，S1中接枝反应的温度为30-45℃，时间2-5h。
5.根据权利要求1所述的强界面双连接碳纤维环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，S2中PVA-g-PHEA的浆液的质量分数为0.15-1.0%。
6.根据权利要求1所述的强界面双连接碳纤维环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，S2中碳纤维的上浆率为0.5-1.5%。
7.如权利要求1-6任一项所述方法制备的强界面双连接碳纤维环氧树
...【技术特征摘要】
1.强界面双连接碳纤维环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，方法步骤如下：
2.根据权利要求1所述的强界面双连接碳纤维环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，s1中pva、丙烯酸羟乙酯、硫酸亚铁铵和过氧化氢的质量比为120:5-20:0.12-0.2:0.26-0.43。
3.根据权利要求1所述的强界面双连接碳纤维环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，s1中pva为pva1799、pva1788、pva0588、pva0599中的一种或几种。
4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，张寻，张悦，王英沣，殷茂力，徐珍珍，程小龙，张一帆，李海成，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：
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