一種碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明的一種碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜的制備方法，步驟為：(1)向容器中加入溶劑四氫呋喃及ODA，邊攪拌邊加入PMDA，反應3h生成聚酰胺酸溶液；(2)在上述溶液中加入碳纖維粉末，進行超聲處理2h，超聲過程中保持溫度為25-35℃，得到碳纖維-聚酰胺酸溶液；(3)將上述溶液在玻璃板上進行鋪膜并刮平，在普通烘箱中除去溶劑四氫呋喃，再放置于真空烘箱中，使得碳纖維-聚酰胺酸亞胺化完全，從而得到碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜。本發(fā)明可以降低聚酰亞胺的表面電導率，防止靜電，擴大其應用范圍。
【專利說明】一種碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜的制備方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜的制備方法，屬材料加工領(lǐng)域。
[0002]技術(shù) 背景
現(xiàn)有技術(shù)中，聚酰亞胺高效隔熱吸聲輕質(zhì)材料耐高低溫、密度小、無毒、無煙、施工便利安全、吸聲性能好，是船舶艦艇、航空航天、高速列車等領(lǐng)域隔熱吸聲材料的極佳選擇。但是聚酰亞胺薄膜的表面電阻率在1016Q/square級，導電性不好，其本身可以作為一種絕緣材料，但是隨著太空領(lǐng)域的拓展，聚酰亞胺材料在航空航天工程上的應用越來越廣泛，對于其各項性能的要求也各不相同。在正常的環(huán)境下，由于其極低的電導率，電荷難以移動，使負載在表面的電荷很難消散出去，形成靜電。這種靜電在船舶、航空器中以及電子元件中有著相當大的危害，會造成電容擊穿，電子元件被損壞等極其嚴重的后果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜的制備方法，可以降低聚酰亞胺的表面電導率，防止靜電，擴大其應用范圍。
[0004]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的一種碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜的制備方法，步驟為:(I)向容器中加入溶劑四氫呋喃及4，4’-二辛基二苯胺(ODA)，邊攪拌邊加入均苯四甲酸二酐(PMDA)，反應3h生成聚酰胺酸溶液；(2)在上述溶液中加入碳纖維粉末，進行超聲處理2h，超聲過程中保持溫度為25-35°C，得到碳纖維-聚酰胺酸溶液；(3)將上述溶液在玻璃板上進行鋪膜并刮平，在普通烘箱中除去溶劑四氫呋喃，再放置于真空烘箱中，使得碳纖維-聚酰胺酸亞胺化完全，從而得到碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜。
[0005]進一步的，所述PMDA與ODA的質(zhì)量比為1:0.8-1.2。
[0006]進一步的，所述PMDA與溶劑四氫呋喃的料液比為I g:20-30ml。
[0007]進一步的，所述碳纖維的質(zhì)量為PMDA與ODA總質(zhì)量的0.06-0.1%。
[0008]進一步的，所述步驟(2)中超聲波功率為200W，在溫度為25°C時超聲處理lh，然后將溫度提高到35 °C再進行超聲處理Ih。
[0009]進一步的，所述步驟(3)中所述真空烘箱的溫度為300_400°C，烘干時間為3h。
[0010]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果為，碳纖維是一種力學性能優(yōu)異的新材料，具有軸向強度和模量高，密度低等優(yōu)勢，本發(fā)明在聚酰亞胺中加入碳纖維會增加聚酰亞胺分子鏈之間的摩擦，使得聚酰亞胺與碳纖維之間產(chǎn)生作用力，并增加聚合物的剛性，從而使聚酰亞胺分子鏈不容易運動，從而增加聚酰亞胺膜的彈性模量、拉伸強度及斷裂伸長率。另一方面，由于碳纖維具有極高的電導性，將碳纖維加入到聚酰亞胺中可以降低其表面電導率，防止電荷聚集形成靜電而造成不必要的損失。
實施例
[0011]實施例1:
由以下方法制備碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜:(I)向容器中加入4000ml溶劑四氫呋喃及80g4，4’ - 二辛基二苯胺(ODA)，邊攪拌邊加入100g均苯四甲酸二酐(PMDA)，反應3h生成聚酰胺酸溶液；(2)在上述溶液中加入0.1lg碳纖維粉末，進行超聲處理，超聲波功率為200W，在溫度為25°C時超聲處理lh，然后將溫度提高到35°C再進行超聲處理lh，得到碳纖維-聚酰胺酸溶液；(3)將上述溶液在玻璃板上進行鋪膜并刮平，在普通烘箱中除去溶劑四氫呋喃，再放置于300°C真空烘箱中烘干3h，使得碳纖維-聚酰胺酸亞胺化完全，從而得到碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜。
[0012]制備得到的碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜的彈性模量為2.82GPa、拉伸強度184MPa、斷裂伸長率26%，上下表面電阻率分別為9.9037 X IO7 Ω /square及7.1538 X IO7 Ω /Square0
[0013]實施例2:
由以下方法制備碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜:
(I)向容器中加入5000ml溶劑四氫呋喃及100g4，4’-二辛基二苯胺(ODA)，邊攪拌邊加入100g均苯四甲酸二酐(PMDA)，反應3h生成聚酰胺酸溶液；⑵在上述溶液中加入0.15g碳纖維粉末，進行超聲處理，超聲波功率為200W，在溫度為25°C時超聲處理lh，然后將溫度提高到35°C再進行超聲處理lh，得到碳纖維-聚酰胺酸溶液；(3)將上述溶液在玻璃板上進行鋪膜并刮平，在普通烘箱中除去溶劑四氫呋喃，再放置于350°C真空烘箱中烘干3h，使得碳纖維-聚酰胺酸亞胺化完全，從而得到碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜。
[0014]制備得到的碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜的彈性模量為2.86GPa、拉伸強度195MPa、斷裂伸長率26%，上下表面電阻率分別為9.2517 XlO7 Ω/square及6.2328 X IO7 Ω /Square0
[0015]實施例3:
由以下方法制備碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜:
(I)向容器中加入6000ml溶劑四氫呋喃及120g4，4’-二辛基二苯胺(ODA)，邊攪拌邊加入100g均苯四甲酸二酐(PMDA)，反應3h生成聚酰胺酸溶液；⑵在上述溶液中加入
0.2g碳纖維粉末，進行超聲處理，超聲波功率為200W，在溫度為25°C時超聲處理lh，然后將溫度提高到35°C再進行超聲處理lh，得到碳纖維-聚酰胺酸溶液；(3)將上述溶液在玻璃板上進行鋪膜并刮平，在普通烘箱中除去溶劑四氫呋喃，再放置于400°C真空烘箱中烘干3h，使得碳纖維-聚酰胺酸亞胺化完全，從而得到碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜。
[0016]制備得到的碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜的彈性模量為2.96GPa、拉伸強度184MPa、斷裂伸長率26%，上下表面電阻率分別為1.0531 XlO8 Ω/square及6.6278 X IO7 Ω /Square0
【權(quán)利要求】
1.一種碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜的制備方法，其特征在于:步驟為: (1)向容器中加入溶劑四氫呋喃及ODA，邊攪拌邊加入PMDA，反應3h生成聚酰胺酸溶液； (2)在上述溶液中加入碳纖維粉末，進行超聲處理2h，超聲過程中保持溫度為25-35°C，得到碳纖維-聚酰胺酸溶液； (3)將上述溶液在玻璃板上進行鋪膜并刮平，在普通烘箱中除去溶劑四氫呋喃，再放置于真空烘箱中，使得碳纖維-聚酰胺酸亞胺化完全，從而得到碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜的制備方法，其特征在于:所述PMDA與ODA的質(zhì)量比為1:0.8-1.2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜的制備方法，其特征在于:所述PMDA與溶劑四氫呋喃的料液比為I g:20-30ml。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜的制備方法，其特征在于:所述碳纖維的質(zhì)量為PMDA與ODA總質(zhì)量的0.06-0.1%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中超聲 波功率為200W，在溫度為25°C時超聲處理lh，然后將溫度提高到35°C再進行超聲處理lh。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維-聚酰亞胺復合薄膜的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中所述真空烘箱的溫度為300-400°C，烘干時間為3h。
【文檔編號】C08J5/18GK103694487SQ201310674684
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】劉連河, 劉培禮, 胡松霞 申請人:青島海洋新材料科技有限公司