接有环氧基团的碳纳米管强韧化双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法

摘要

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种接有环氧基团的碳纳米管强韧化双马来酰亚胺树脂交联固化网络复合材料的制备方法。先将碳纳米管纯化、羧基化、酰氯化后，然后再经二元胺或多元胺化合物化学修饰，得到氨基化的碳纳米管，利用胺基化的碳纳米管环氧树脂中的环氧基团交联反应一定时间后，再加入双马来酰亚胺树脂进行Michael加成反应，最后形成以共价键相连的碳纳米管和环氧树脂强韧化双马来酰亚胺树脂交联固化的网络复合材料。利用环氧树脂的有机链段对双马来酰亚胺基体树脂的亲和力，改善碳纳米管在双马来酰亚胺基体树脂中的分散性；利用碳纳米管的强度和环氧树脂韧性强韧化双马来酰亚胺，形成交联固化的网络结构，改善双马来酰亚胺树脂的脆性，提高复合材料界面的粘结强度，从而提高双马来酰亚胺树脂复合材料的整体性能。因此，本发明有利于双马来酰亚胺树脂的推广应用。

主权项

一种接有环氧基团的碳纳米管强韧化双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：(1)称取1～10g干燥的碳纳米管和1～1×103mL有机酸混合，在10～140kHz超声波或10r/min～106r/min的转速搅拌处理1～100小时，然后加热至20～200℃，反应0.5～80小时，以微滤膜抽滤，反复洗涤至中性，在25～200℃温度下真空干燥1～48小时，得到纯化的碳纳米管；(2)将步骤(1)中得到纯化碳纳米管1～10g和强氧化性酸1～1×104mL混合，在10～140kHz超声波下处理1～100小时，然后加热到25～180℃，搅拌并回流反应0.5～80小时，超微孔滤膜抽滤，反复洗涤至溶液呈中性，在25～200℃温度下真空干燥0.5～48小时，得到酸化的碳纳米管；(3)加入步骤(2)所得酸化的碳纳米管1～10g和酰化试剂1～1×103g，以10～140kHz超声波处理0.5～24小时后，加热到25～250℃，搅拌并回流反应0.5～100小时，抽滤并反复洗涤除去酰化试剂，得到酰化的碳纳米管；(4)加入步骤(3)所得酰化碳纳米管1～1×10g和二元胺或多元胺1～1×103g，以10～140kHz超声波处理1～100小时，然后在25～200℃温度下反应1～100小时，抽滤并反复洗涤，在25～200℃温度下真空干燥0.5～48小时，得到表面带有活性氨基的接枝型碳纳米管；(5)加入步骤(4)所得表面带有活性氨基的碳纳米管1～10g和环氧树脂1～1×102g混合，升温至树脂熔融后，以10～120kHz超声波分散处理1～24小时，机械搅拌分散1～48小时，同时进行加成反应，得到表面接有环氧基团的碳纳米管；(6)步骤(5)表面接有环氧基团的碳纳米管1～1×102g与双马来酰亚胺1×10～1×105g混合，升温至树脂熔融后，机械搅拌分散1～80小时，分散均匀后在真空条件下除气泡，活性氨基与环氧基团和双马来酰亚胺树脂反应，形成交联固化的网络结构，最后得到接有环氧基团的碳纳米管强韧化双马来酰亚胺树脂复合材料。