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一種纖維增強熱塑性復(fù)合材料用混纖紗及其制備方法與流程

文檔序號:12585654閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種纖維增強熱塑性復(fù)合材料用混纖紗,其特征在于,所述混纖紗由平行取向的增強纖維與無規(guī)取向的熱塑性納米纖維的混編紗組成,所述增強纖維的直徑為1~30μm,所述熱塑性納米纖維的直徑為10~1000nm,所述增強纖維和熱塑性納米纖維的質(zhì)量比為1:9~9:1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混纖紗,其特征在于,所述增強纖維為從玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、聚酰亞胺纖維和硼纖維中選出的一種或幾種纖維的組合纖維。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混纖紗,其特征在于,所述熱塑性納米纖維從聚醚酰亞胺納米纖維、聚苯硫醚納米纖維、聚乙烯納米纖維、聚丙烯納米纖維、聚酰胺納米纖維、聚酯納米纖維和聚丙烯腈納米纖維中選出的一種或幾種的組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混纖紗,其特征在于,所述增強纖維為按以下方法制備的碳纖維:

1)制備聚丙烯睛紡絲原液:以質(zhì)量份95:3:2比計的AN丙烯腈∶MA丙烯酸甲酯∶IA衣康酸在60℃下聚合反應(yīng)制備聚丙烯腈共聚物,再于40℃下負壓脫除單體;

2)聚丙烯腈纖維的紡絲:步驟1)所得紡絲原液經(jīng)過濾噴絲的原液細流在0℃下的凝固浴中冷卻成型的凝膠絲條再用55℃水洗;

3)原絲牽伸:步驟2)所得水洗后的原絲相繼在85℃、90℃和95℃下進行熱水牽伸、上油、干燥致密化、蒸汽牽伸、蒸汽定型和干燥致密化,得PAN原絲;

4)制備PAN碳纖維:步驟3)所得PAN原絲預(yù)氧化后,再于500~800℃下碳化4-6min和1000~1500℃下碳化0.5-2min后上漿,烘干后得到成品PAN碳纖維;

5)表面處理:以碳酸氫銨溶液為電解液,對PAN碳纖維進行電化學(xué)氧化表面處理,卷曲得到PAN碳纖維成品。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混纖紗,其特征在于,所述熱塑性納米纖維為按以下方法制備的聚丙烯腈納米纖維:

1)配制聚丙烯腈靜電紡絲液:用二甲亞砜將丙烯腈:偶氮二異丁腈:1,4-二(2-咔唑-9-二硫代甲酸)異丁酸苯酯按2400~4800:0.5:2.5的摩爾比例混合于 60~80℃下聚合制得的均分子量為80000~90000g/mol的聚丙烯腈制成14~16%的靜電紡絲聚丙烯腈溶液;

2)制備聚丙烯腈納米纖維:靜電紡絲電壓為9~11KV,針頭到接收屏的距離為11~13cm,注射速度為0.19~0.21mm/h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混纖紗,其特征在于,所述增強纖維和熱塑性納米纖維的質(zhì)量比為1:4~9:1。

7.一種權(quán)利要求1所述混纖紗的制備方法,其特征在于,所述制備方法包括以下步驟:

(1)用導(dǎo)紗裝置使紗架輸送的增強纖維束平行排布;

(2)用所述混紗裝置將熱塑性納米纖維與增強纖維束混編成混纖紗;

(3)利用纖維收卷裝置收集所述混纖紗。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述混纖紗的制備方法,其特征在于,所述混紗裝置為靜電紡絲裝置,所述混編采用靜電紡絲方式。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述混纖紗的制備方法,其特征在于,所述混纖紗中熱塑性納米纖維與增強纖維的質(zhì)量比通過紡絲時間和噴絲頭數(shù)量進行控制。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的混纖紗用于制備連續(xù)長纖維增強熱塑性復(fù)合材料的應(yīng)用。

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