[发明专利]一种改性复合纤维、其制备方法和应用

权利要求书

1.一种改性复合纤维，其特征在于，在合成纤维中掺杂有压电陶瓷颗粒，其中，所述压电陶瓷颗粒的分子式为，0≤x≤1；0≤y≤0.012。

2.一种改性复合纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、称量，将氧化铈、碳酸钠、碳酸钾、氧化铌烘干，然后按照分子式计算所需原料，然后精准称取原料；

步骤二、研磨，将称取好的氧化铈、碳酸钠、碳酸钾、氧化铌倒入尼龙罐中，并加入乙醇至恰好研磨原料，然后在球磨机上充分研磨6～12小时，烘干后，在600～800℃煅烧2～6小时；然后加入乙醇，进行二次球磨，在球磨机上充分研磨6～12小时，最后烘干，过筛，得到直径小于20微米的原料颗粒；

步骤三、纺丝，将所述原料颗粒加入合成纤维的纺丝溶剂中，在熔融纺丝机上进行纺丝，得到合成纤维的初生纤维，然后进行冷冻干燥、冷拉伸、退解并捻，得到连续的掺杂有的合成纤维；

步骤四、极化，将所述掺杂有的合成纤维样品固定在夹具上，置于硅油中，增加样品的直流极化电压至2000～3000V/mm，保持30～60min，使其在电场中极化，最后冷冻干燥，即得到所述改性复合纤维。

3.根据权利要求2所述的改性复合纤维制备方法，其特征在于，所述氧化铈在研磨之前，在800～1000℃的温度煅烧2～6小时。

4.根据权利要求2所述的改性复合纤维制备方法，其特征在于，所述原料颗粒的质量占聚合成纤维纺丝溶剂的质量15～45%。

5.根据权利要求2所述的改性复合纤维制备方法，其特征在于，所述合成纤维为聚酯纤维、聚乙烯醇纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维中的一种。

6.一种改性复合纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、称量，将氧化铈、碳酸钠、碳酸钾、氧化铌烘干，然后按照分子式计算所需原料，然后精准称取原料；

步骤二、研磨，将称取好的氧化铈、碳酸钠、碳酸钾、氧化铌倒入尼龙罐中，并加入乙醇至恰好研磨原料，然后在球磨机上充分研磨6～12小时，烘干后，在600～800℃煅烧2～6小时；然后加入乙醇，进行二次球磨，在球磨机上充分研磨6～12小时，最后烘干，过筛，得到直径小于20微米的原料颗粒；

步骤三、纺丝，将所述原料颗粒加入聚乙烯醇纺丝溶剂中，在熔融纺丝机上进行纺丝，得到聚乙烯醇初生纤维，然后进行冷冻干燥、冷拉伸、退解并捻，得到连续的掺杂有的聚乙烯醇纤维；

步骤四、极化，将所述聚乙烯醇纤维样品固定在夹具上，置于硅油中，增加样品的直流极化电压至2000～3000V/mm，保持30～60min，使其在电场中极化，最后冷冻干燥，即得到所述改性复合纤维。

7.根据权利要求6所述的改性复合纤维制备方法，其特征在于，所述氧化铈在研磨之前，在800～1000℃的温度煅烧2～6小时。

8.根据权利要求6所述的改性复合纤维制备方法，其特征在于，所述原料颗粒的质量占聚合成纤维纺丝溶剂的质量15～45%。

9.根据权利要求1所述的改性复合纤维制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的聚合度为1800～24000，醇解度为92～99.9%。

10.一种改性复合纤维在制备便于受力测量的碳纤维缠绕件的应用，其特征在于，当纤维缠绕件在受力时，通过纤维缠绕件的磁性参数或者电学参数变化，分析纤维缠绕件的裂纹情况；其制备方法包括如下步骤：

步骤一、清理模具，

首先对模具表面进行抛光处理，将使用乙醇溶液将模具清洗表面至干净，然后将脱模剂均匀的涂抹于整个模具表面，然后对模具进行预热；

步骤二、缠绕纤维，

将模具进一步升温至90～125℃，首先，将浸渍有树脂的纤维增强材料以预定的缠绕速度、100～200N的缠绕张力、30～60度的缠绕角、右螺旋缠绕方向进行环向缠绕；

然后，将磁改性复合纤维的复合材料以预定的缠绕速度、30～60度的缠绕角、左螺旋缠绕方向进行环向缠绕；

最后，将浸渍有树脂的纤维增强材料以预定的缠绕速度、100～200N的缠绕张力、30～60度的缠绕角、右螺旋缠绕方向进行环向缠绕；

步骤三、固化树脂，

将模具继续升温至200～250℃，保温0.5～1h，树脂在高温和催化剂作用快速固化，得到高强度的纤维缠绕件；

步骤四、切割修整，

树脂固化后，会轻微收缩，在脱模剂的作用下，去取出模具，并对纤维缠绕件进行切割、修整。