[发明专利]一种笼形聚倍半硅氧烷接枝碳纤维增强体的制备方法

摘要

本发明涉及一种笼形聚倍半硅氧烷接枝碳纤维增强体的制备方法。首先，利用水解法在酸化处理的碳纤维表面接枝上乙烯基硅烷偶联剂。然后，通过碳纤维表面引入的乙烯基与巯基笼形聚倍半硅氧烷上的巯基之间点击反应，得到笼形聚倍半硅氧烷接枝碳纤维增强体。碳纤维表面在引入笼形聚倍半硅氧烷后，一方面可改善碳纤维与树脂之间的浸润性，另一方面可提高碳纤维与树脂的界面结合强度。此外，该制备方法过程简单，反应时间短，副产物无毒，便于实现规模化生产。

主权项

1.一种笼形聚倍半硅氧烷接枝碳纤维增强体的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：第一步：将10g碳纤维加入到150~200mL质量分数为65%的浓硝酸中，超声波处理30~60分钟，然后在油浴锅中逐步升温至80~100℃，反应2~4小时，将所得到的产物用去离子水洗至中性，置于100 ℃真空干燥箱中干燥24小时，即得到酸处理碳纤维；第二步：将5g酸处理碳纤维和5~10g乙烯基硅烷偶联剂混合，加入到100~160mL的乙醇溶剂中，用乙酸调节pH值至3~5，超声波处理30~60分钟，然后在40~75℃反应4~6小时，反应结束后用乙醇清洗4遍除去未接枝上的乙烯基硅烷偶联剂，置于100℃真空干燥箱中干燥24小时，即可得到乙烯基硅烷偶联剂接枝碳纤维；第三步：将10g的巯基硅烷偶联剂加入到150~200mL的甲醇中，搅拌均匀后加入10~20g催化剂，然后在油浴锅中逐步升温至40~60℃，回流反应24~48小时，反应结束后产物用甲醇、二氯甲烷和去离子水洗涤并烘干，即得巯基笼形聚倍半硅氧烷；第四步：将5g乙烯基硅烷偶联剂接枝碳纤维和5~10g巯基笼形聚倍半硅氧烷混合，加入到100~150mL有机溶剂中，超声波处理30~60分钟后，加入0.5~1g的光引发剂，采用波长为365 nm的紫外光照射1~2 小时，用乙醇清洗4遍，真空干燥后即可得到笼形聚倍半硅氧烷接枝碳纤维增强体。