[发明专利]一种碳纤维表面原位生长聚合物粒子制备高性能复合材料的方法

权利要求书

1.一种碳纤维表面原位生长聚合物粒子制备高性能复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1) CF基材表面预处理：

a) 清洗：CF基材用丙酮抽提，然后超声清洗，并用乙醇和去离子水冲洗，放入烘箱干燥；

b) CF基材表面沉积: 将步骤a）清洗后的CF基材浸入Tris缓冲液中，所述Tris缓冲液含多巴胺盐酸盐或聚乙烯亚胺中的一种或两种，多巴胺盐酸盐和聚乙烯亚胺的浓度范围均为1-6mg/mL，pH值为8.5，室温静置6-12h，取出CF基材用乙醇或去离子水冲洗至溶液澄清，将CF基材放入烘箱50-80°C干燥备用；

2) CF基材表面原位生长聚合物粒子：

将上述表面预处理过的CF基材浸入有机溶剂中，加入含异氰酸酯基团的单体或/和含环氧基团的单体，加入含巯基的单体，加入表面分散剂，室温下、搅拌或静置进行点击聚合2-12h，在CF基材表面原位生长聚合物粒子，反应结束后，用有机溶剂异丙醇或乙醇清洗，烘箱干燥；

上述步骤2）中所述的有机溶剂为醇或酮类溶剂；所述的表面分散剂为聚乙烯吡咯烷酮和/或聚氧乙烯，表面分散剂的浓度为1-80mg/mL；上述CF基材表面原位生长聚合物粒子过程中还加入碱催化剂，所述碱催化剂包括三乙胺、1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯、1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯，碱催化剂浓度为0.1-0.5wt.%。

2.根据权利要求1所述碳纤维表面原位生长聚合物粒子制备高性能复合材料的方法，其特征在于，所述CF基材是丝束或织布。

3.根据权利要求1所述碳纤维表面原位生长聚合物粒子制备高性能复合材料的方法，其特征在于，所述CF基材表面原位生长聚合物粒子过程中通过一次或分次加入一种或几种含异氰酸酯基团的单体，含异氰酸酯基团的单体的浓度为3-30mg/mL。

4.根据权利要求1所述碳纤维表面原位生长聚合物粒子制备高性能复合材料的方法，其特征在于，所述CF基材表面原位生长聚合物粒子过程中通过一次或分次加入一种或几种含环氧基团的单体，含环氧基团的单体的浓度为6-42mg/mL。

5.根据权利要求1所述碳纤维表面原位生长聚合物粒子制备高性能复合材料的方法，其特征在于，所述CF基材表面原位生长聚合物粒子过程中通过一次或分次加入一种或几种含巯基的单体，所述的含巯基的单体为含1-6个-SH基团的单体，含巯基的单体的浓度为7-50mg/mL。

6.根据权利要求1所述碳纤维表面原位生长聚合物粒子制备高性能复合材料的方法，其特征在于，所述CF基材表面原位生长聚合物粒子过程中还加入能与含异氰酸酯基团的单体反应的功能试剂，所述的功能试剂为含一个或多个羟基的试剂、含一个或多个-SH的试剂中的一种或几种，功能试剂的浓度为0.2-1.8mg/mL。

7.根据权利要求1所述碳纤维表面原位生长聚合物粒子制备高性能复合材料的方法，其特征在于，所述CF基材表面原位生长聚合物粒子过程中还加入能与含环氧基团的单体反应的功能试剂，所述的功能试剂为含一个或多个氨基的试剂、环氧固化剂、含一个或多个-SH的试剂中的一种或几种，功能试剂的浓度为6-21mg/mL。

8.根据权利要求1所述碳纤维表面原位生长聚合物粒子制备高性能复合材料的方法，其特征在于，所述CF基材表面原位生长聚合物粒子过程中还加入能与含巯基的单体反应的功能试剂，所述的功能试剂包括荧光试剂、含有烯或炔基团的单体，功能试剂的浓度为2-20mg/mL。