专利名称：丙烯腈接枝仿树根型聚苯撑苯并噁唑/环氧材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种丙烯腈接枝仿树根型聚苯撑苯并噁唑/环氧材料的制备方法，采用经过丙 烯腈接枝改性处理的聚苯撑苯并噁唑纤维填充改性环氧树脂复合材料，以提高复合材料的兼 容性，进而提高复合材料的力学性能和耐磨损性能。
背景技术：
树(草)根对于沙地具有良好的固化强化作用，仿树根型纤维增强高分子材料可望获得 具有良好强化效果的树根型分形纤维增强增韧复合材料。
聚苯撑苯并噁唑(PB0)纤维是由全芳环组成的刚性棒状高分子，整个分子链呈共扼状态。 分子链中无弱键存在，pbo的特殊分子结构决定了pbo具有高强度、高模量、耐高温的优良特 性。pb0必将作为21世纪首选的优等工业新材料及高性能纤维，它的出现必将带来新型有机 纤维的革命。但研究发现，pbo纤维并非十全十美，仍存在一些不足之处，最主要表现在由于 pbo纤维表面非常光滑且呈惰性，表面自由能低，界面粘接性能差，因而pbo纤维增强复合材
料的界面层间剪切强度低，这一弱点影响了高性能pbo纤维在rao/环氧树脂复合材料中的广
泛应用。
发明内容
本发明公开了一种丙烯腈接枝仿树根型聚苯撑苯并噁唑/环氧材料的制备方法，可以有效 克服现有的pbo纤维，表面自由能低，界面粘接性能差，不但可提高环氧树脂与聚苯撑苯并 噁唑纤维基体之间的兼容性，制备出具有更加优异摩擦学性能和力学性能的复合材料，而且 丙烯腈接枝处理工艺方法简单，成本低，工艺性好。
一种丙烯腈接枝仿树根型聚苯撑苯并噁唑/环氧材料的制备方法，其特征在于
A) 首先采用丙烯腈改性剂对聚苯撑苯并噁唑纤维进行表面接枝改性处理；
B) 然后将处理后的聚苯撑苯并噁唑纤维铺成树根状，浸入环氧树脂，时间为15 min;
C) 将浸渍好环氧混合树脂的聚苯撑苯并噁唑纤维分别组坯，组坯厚度为40mm，组坯的 压縮率为55% ;
D) 经过热压机热压工艺，制成丙烯腈接枝改性聚苯撑苯并噁唑纤维/环氧树脂复合材料。 所述的聚苯撑苯并噁唑纤维与环氧树脂粉料的重量百分比为30 50%: 70 50%。所述的热压机热压工艺，在热压前在热压机垫板的上、下两层需涂1000厘泊硅油脱模，以 防止热压过程中可能产生的粘板对热平板造成损坏，热压温度为120 — 150 'C，压力为15 — 30MPa,热压时间为100 min。
所述的丙烯腈改性剂的组分为丙烯腈、乙醇、乙二胺四乙酸，按重量百分比为丙烯 腈10 — 20%、乙醇70—85%、乙二胺四乙酸5—10%。
本发明丙烯腈接枝处理工艺方法简单，成本低，工艺性好，提高了环氧树脂与聚苯撑苯 并噁唑纤维基体之间的兼容性，制备出具有更加优异摩擦学性能和力学性能的复合材料。可 应用于航空、航天、军工等高科技领域，作为制造飞机、导弹、火箭、卫星及航天飞机的关 键性材料。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明加以详细说明，以下实施例是对本发明的解释，是本发明的比 较好的应用形式，而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1:
复合材料的组分重量百分比为聚苯撑苯并噁唑纤维30%，环氧树脂70%。 丙烯腈改性剂各组分重量百分比如下丙烯腈10%、乙醇85%、乙二胺四乙酸5%。 复合材料制备过程如下
先采用丙烯腈改性剂对聚苯撑苯并噁唑纤维进行表面接枝改性处理，然后将处理后的聚
苯撑苯并噁唑纤维铺成树根状，浸入环氧树脂，时间为15min，将浸渍好环氧混合树脂的聚苯 撑苯并噁唑纤维分别组坯，组坯厚度为40mm，组坯的压縮率为55% ，热压机进行热压前，热 压机垫板的上、下两层还必须涂1000厘泊硅油脱模，以防止热压过程中可能产生的粘板对热 平板造成损坏。热压温度为120 'C，压力为15MPa，热压时间为100min，经过高温烧结制成
丙烯腈接枝改性聚苯撑苯并噁唑纤维/环氧树脂复合材料。
对制备得到的复合材料进行拉伸强度试验(GB/T1040 —1992)，其拉伸强度为324Mpa。
实施例2:
复合材料的组分重量百分比为聚苯撑苯并噁唑纤维40%，环氧树脂60%。 丙烯腈改性剂各组分重量百分比如下丙烯腈20%、乙醇70%、乙二胺四乙酸10%。
复合材料制备过程如卜'
先采用丙烯腈改性剂对聚苯撑苯并噁唑纤维进行表面接枝改性处理，然后将处理后的聚苯撑苯并噁唑纤维铺成树根状，浸入环氧树脂，时间为15min,将浸渍好环氧混合树脂的聚苯 撑苯并噁唑纤维分别组坯，组坯厚度为40mm，组坯的压縮率为55%，热压机进行热压前，热 压机垫板的上、下两层还必须涂1000厘泊硅油脱模，以防止热压过程中可能产生的粘板对热 平板造成损坏。热压温度为130 °C,压力为20MPa，热压时间为100min，经过高温烧结制成 丙烯腈接枝改性聚苯撑苯并噁唑纤维/环氧树脂复合材料。
对制备得到的复合材料进行拉伸强度试验(GB/T1040—1992)，其拉伸强度为457Mpa。 实施例3:
复合材料的组分重量百分比为聚苯撑苯并噁唑纤维50%，环氧树脂50%。 丙烯腈改性剂各组分重量百分比如下丙烯腈10%、乙醇80%、乙二胺四乙酸10%。
复合材料制备过程如下
先采用丙烯腈改性剂对聚苯撑苯并噁唑纤维进行表面接枝改性处理，然后将处理后的聚 苯撑苯并噁唑纤维铺成树根状，浸入环氧树脂，时间为15min，控制聚苯撑苯并噁唑纤维的重 量百分比为混合粉料的30 50%，将浸渍好环氧混合树脂的聚苯撑苯并噁唑纤维分别组坯， 组坯厚度为40隱，组坯的压縮率为55% ,热压机进行热压前，热压机垫板的上、下两层还必 须涂IOOO厘泊硅油脱模，以防lh热压过稈中可能产生的粘板对热T板造成损坏。热压温度为 150 °C,压力为30MPa，热压时间为100 min，经过高温烧结制成丙烯腈接枝改性聚苯撑苯并 噁唑纤维/环氧树脂复合材料。按照上述制备方法制备的复合材料按照标准测得其拉伸强度未 546MPa。
作为对照例，在相同的复合材料组分及复合材料制备工艺下，未接枝改性聚苯撑苯并噁 唑纤维增强环氧树脂复合材料拉伸强度为371MPa，可以看出，丙烯腈接枝改性处理对于复合 材料拉伸性能提高明显
权利要求
1.一种丙烯腈接枝仿树根型聚苯撑苯并噁唑/环氧材料的制备方法，其特征在于A)首先采用丙烯腈改性剂对聚苯撑苯并噁唑纤维进行表面接枝改性处理；B)然后将处理后的聚苯撑苯并噁唑纤维铺成树根状，浸入环氧树脂，时间为15min；C)将浸渍好环氧混合树脂的聚苯撑苯并噁唑纤维分别组坯，组坯厚度为40mm，组坯的压缩率为55％；D)经过热压机热压工艺，制成丙烯腈接枝改性聚苯撑苯并噁唑纤维/环氧树脂复合材料。
2. 根据权利要求1所述的一种丙烯腈接枝仿树根型聚苯撑苯并噁唑/环氧材料的制备方法，其特征在于所述的聚苯撑苯并噁哇纤维与环氧树脂粉料的重量百分比为30 50%: 70 50%。
3. 根据权利要求1所述的一种丙烯腈接枝仿树根型聚苯撑苯并噁唑/环氧材料的制备方法，其特征在于所述的热压机热压工艺，在热压前在热压机垫板的上、下两层需涂1000厘 泊硅油脱模，以防止热压过程中可能产生的粘板对热平板造成损坏，热压温度为120 — 150 °C，压力为15 —30MPa，热压时间为100 min。
4. 根据权利要求1所述的一种丙烯腈接枝仿树根型聚苯撑苯并噁唑/环氧材料的制备方法，其特征在于所述的丙烯腈改性剂的组分为丙烯腈、乙醇、乙二胺四乙酸，按重量百 分比为丙烯腈10 — 20% 、乙醇70 — 85 %、乙二胺四乙酸5 — 10%。
全文摘要
一种丙烯腈接枝仿树根型聚苯撑苯并噁唑/环氧材料的制备方法，其特征在于首先采用丙烯腈改性剂对聚苯撑苯并噁唑纤维进行表面接枝改性处理，然后将处理后的聚苯撑苯并噁唑纤维铺成树根状，浸入环氧树脂，时间为15min，将浸渍好环氧混合树脂的聚苯撑苯并噁唑纤维分别组坯，组坯厚度为40mm，组坯的压缩率为55％，经过热压机热压工艺，制成丙烯腈接枝改性聚苯撑苯并噁唑纤维/环氧树脂复合材料。本发明丙烯腈接枝处理工艺方法简单，成本低，工艺性好，不但提高了环氧树脂与聚苯撑苯并噁唑纤维基体之间的兼容性，而且制备出具有更加优异摩擦学性能和力学性能的复合材料。可用于航空、航天等高科技领域。
文档编号C08L63/00GK101659782SQ20091019614
公开日2010年3月3日 申请日期2009年9月23日 优先权日2009年9月23日
发明者健 李 申请人:上海第二工业大学