本發(fā)明屬于高分子材料，具體設(shè)計(jì)一種耐疲勞聚醚醚酮復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、聚醚醚酮(peek)是一種熱塑性高分子材料，具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐高溫、耐沖擊、阻燃、耐酸堿、耐水解、耐磨、耐疲勞、耐輻照及良好的電性能，在航空航天領(lǐng)域、醫(yī)療器械領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域有大量的應(yīng)用。為了適用于不同的工作環(huán)境，聚醚醚酮的改性一直都是居高不下的熱點(diǎn)。
2、聚醚醚酮玻纖改性復(fù)合材料具備輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕性較好、可靈活設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，但考慮到其常常暴露于自然環(huán)境中且結(jié)構(gòu)內(nèi)部有多種初始損傷，所以在使用期間，本身存在的損傷會(huì)在疲勞荷載作用下逐漸累積并演化擴(kuò)展，會(huì)導(dǎo)致材料的各種力學(xué)性能和使用壽命下降，從而大幅度地降低結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。因此，提高玻纖改性peek的疲勞性能具有重要的研究意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的peek材料耐疲勞性能差的缺陷，本發(fā)明提供一種耐疲勞聚醚醚酮復(fù)合材料及其制備方法。
2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種耐疲勞聚醚醚酮復(fù)合材料，包括如下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分，聚醚醚酮70-90％、改性玻璃纖維8～30％以及碳加強(qiáng)材料0.1～1％，其中所述改性玻璃纖維為經(jīng)過表面處理的玻璃纖維。
3、進(jìn)一步地，所述經(jīng)過表面處理的玻璃纖維是通過表面刻蝕、表面接枝、偶聯(lián)劑修飾或等離子體處理等。
4、作為優(yōu)選，所述的經(jīng)過表面處理的玻璃纖維表面包覆有浸潤層。
5、進(jìn)一步地，所述的浸潤層包括熱固型樹脂和浸潤劑，其中熱固型樹脂和浸潤劑重量比為1:100。
6、作為優(yōu)選，所述的浸潤劑為水性聚氨酯。
7、作為優(yōu)選，所述熱固性樹脂包括環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂，乙烯基酯，雙馬來酰胺、聚酰亞胺和氰酸酯其中的一種或多種。
8、作為優(yōu)選，所述的碳加強(qiáng)材料包括石墨、石墨烯、氧化石墨烯、碳纖維和碳納米管其中的一種或多種。
9、本發(fā)明還提供一種耐疲勞聚醚醚酮復(fù)合材料的制備方法，將改性玻璃纖維、碳加強(qiáng)材料及聚醚醚酮在混合機(jī)中混勻后，在螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混、擠出、造粒，指的耐疲勞聚醚醚酮復(fù)合材料。
10、進(jìn)一步地，在加入改性玻璃纖維前，將熱固性樹脂加入到浸潤劑中得到浸潤液，攪拌均勻；將改性玻璃纖維加入浸潤液中浸潤，烘干后得到包覆有浸潤層的改性玻璃纖維。
11、作為優(yōu)選，所述擠出機(jī)各段溫度為365～375℃、360～370℃、365～375℃、365～375℃。
12、有益效果：
13、本發(fā)明采用力學(xué)性能優(yōu)良的碳加強(qiáng)材料，能夠較為有效地與pe?ek基體進(jìn)行融合，可以對基體內(nèi)部微裂紋的產(chǎn)生與擴(kuò)展以及宏觀力學(xué)性能和耐久性產(chǎn)生顯著影響，從而能夠有效地提升peek復(fù)合材料的疲勞性能。與玻璃纖維直接改性聚醚醚酮相比，同時(shí)加入碳加強(qiáng)材料后復(fù)合材料的強(qiáng)度和剛度得到明顯改善。
14、另外，通過對玻璃纖維的改性，增大了其與聚醚醚酮的粘結(jié)度，進(jìn)而提高復(fù)合材料的界面性能。
1.一種耐疲勞聚醚醚酮復(fù)合材料，其特征在于，包括如下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分，聚醚醚酮70-90％、改性玻璃纖維8～30％以及碳加強(qiáng)材料0.1～1％，其中所述改性玻璃纖維為經(jīng)過表面處理的玻璃纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐疲勞聚醚醚酮復(fù)合材料，其特征在于，所述經(jīng)過表面處理的玻璃纖維是通過表面刻蝕、表面接枝、偶聯(lián)劑修飾或等離子體處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐疲勞聚醚醚酮復(fù)合材料，其特征在于，所述的經(jīng)過表面處理的玻璃纖維表面包覆有浸潤層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐疲勞聚醚醚酮復(fù)合材料，其特征在于，所述的浸潤層包括熱固型樹脂和浸潤劑，其中熱固型樹脂和浸潤劑重量比為1:100。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐疲勞聚醚醚酮復(fù)合材料，其特征在于，所述的浸潤劑為水性聚氨酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐疲勞聚醚醚酮復(fù)合材料，其特征在于，所述熱固性樹脂包括環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、乙烯基酯、雙馬來酰胺、聚酰亞胺和氰酸酯其中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐疲勞聚醚醚酮復(fù)合材料，其特征在于，所述的碳加強(qiáng)材料包括石墨、石墨烯、氧化石墨烯、碳纖維和碳納米管其中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的耐疲勞聚醚醚酮復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，在加入改性玻璃纖維前，將熱固性樹脂加入到浸潤劑中得到浸潤液，攪拌均勻；將改性玻璃纖維加入浸潤液中浸潤，烘干后得到包覆有浸潤層的改性玻璃纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述擠出機(jī)各段溫度為365～375℃、360～370℃、365～375℃、365～375℃。