CN108727565A - 一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料 - Google Patents

一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料 Download PDF

Info

Publication number
CN108727565A
CN108727565A CN201810548326.6A CN201810548326A CN108727565A CN 108727565 A CN108727565 A CN 108727565A CN 201810548326 A CN201810548326 A CN 201810548326A CN 108727565 A CN108727565 A CN 108727565A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dicyclopentadiene
carbon fiber
catalyst
high purity
composite material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810548326.6A
Other languages
English (en)
Inventor
付宏伟
乔新锋
罗勇
杨维成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Research Institute of Chemical Industry SRICI
Original Assignee
Shanghai Research Institute of Chemical Industry SRICI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Research Institute of Chemical Industry SRICI filed Critical Shanghai Research Institute of Chemical Industry SRICI
Priority to CN201810548326.6A priority Critical patent/CN108727565A/zh
Publication of CN108727565A publication Critical patent/CN108727565A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/02—Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes
    • C08G61/04—Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes only aliphatic carbon atoms
    • C08G61/06—Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes only aliphatic carbon atoms prepared by ring-opening of carbocyclic compounds
    • C08G61/08—Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes only aliphatic carbon atoms prepared by ring-opening of carbocyclic compounds of carbocyclic compounds containing one or more carbon-to-carbon double bonds in the ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10—Definition of the polymer structure
    • C08G2261/11—Homopolymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2365/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Derivatives of such polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料，该复合材料是以双环戊二烯单体和碳纤维为原料，在催化剂的作用下，通过反应注射成型工艺制备得到，其中，所述双环戊二烯单体与催化剂的质量比为600～3000：1，所述碳纤维添加量为双环戊二烯单体质量的1.0～80％。本发明增强型聚双环戊二烯材料所混入的碳纤维能够分散至双环戊二烯聚合反应体系中，发生开环易位聚合反应得到协同增强的有机聚合物，碳纤维与聚双环戊二烯的界面结合程度好，无气泡等缺陷，能够达到增强、抗冲击的目的，从而提高聚双环戊二烯材料的性能，拓宽该材料的应用领域。

Description

一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其是涉及一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料。
背景技术
聚双环戊二烯(PDCPD)是一种新型工程塑料，可由石油裂解C5馏分和煤炭焦化副产品轻苯馏分中的双环戊二烯(DCPD)通过开环移位聚合反应制得。聚双环戊二烯(PDCPD)是一款具有优异的综合性能绿色环保工程塑料，尤其是力学性能显著，具有高模量、高抗冲性以及高抗蠕变性。经过反应注射成型工艺(Reaction Injection Moulding，简称RIM)制得的聚双环戊二烯(PDCPD)是一种新型工程热固性塑料，聚合后双键得以保留，韧性和刚性平衡性优异，正成为取代现行工程塑料的新型高抗冲材料。中国专利CN1199741A公开了一种聚双环戊二烯的制备方法，采用将原料按比例配制成A、B两组分，A组分含有双金属复合催化剂和添加剂，B组分含有活化剂复合烷基铝锌卤化物、聚合时间调节剂及添加剂，A、B组分中至少有一组分含有原料双环戊二烯；配制好的两组分用反应注塑成型过程制得聚双环戊二烯。
碳纤维(CF)是一种高性能非金属材料，由有机纤维经固相反应转变而成的纤维状聚合物碳。碳纤维能否提高复合材料性能，取决于碳纤维和周围基体树脂之间界面结合力，界面是纤维和基体树脂发生化学作用区域，起关键性作用。碳纤维以其能够对复合材料进行增强、提高耐热性、高模量、化学稳定性好等优点，广泛应用于工程和生活领域，如：汽车、高铁。现行制备碳纤维材料原料很多，如：聚丙烯腈、粘胶纤维、木质素等，但是，形成工业化规模的只有聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维三种。中国专利CN105566844A公开了一种耐磨碳纤维改性聚醚醚酮复合材料，经碳纤维改性后，该复合材料经过耐磨性增强，耐高温性得到提高，且易于加工，抗冲击性好，广泛应用于机械零件制备领域。
中国专利CN102690486A公开了一种纤维增强聚双环戊二烯复合材料，是由以下重量百分比的原料共混聚合而成：95～99.99％双环戊二烯，0.01～5％的纤维，所述纤维为碳纤维原丝或芳纶纤维原丝。该发明的纤维增强聚双环戊二烯复合材料，选择碳纤维原丝和芳纶纤维原丝作为增强材料与双环戊二烯共混聚合成复合材料，只需要加入少量的纤维原丝就可以显著的提高聚双环戊二烯材料的冲击强度和拉伸强度，相比单纯的聚双环戊二烯材料其冲击强度由原来的100J/m提高到180～350J/m，拉伸强度由原来的25MPa提高到30～35MPa。但该专利采用的是钨系催化剂，对水氧比较敏感，需在无水无氧条件进行，反应条件苛刻，操作不方便，此外，采用A、B液共混模式注射成型，工艺复杂。
发明内容
为进一步提高聚双环戊二烯的强度及韧性，本发明提供一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料，该碳纤维增强型聚双环戊二烯材料具有优异的机械性能，实现了材料力学性能的稳步提高，进而拓宽该材料的应用领域。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料，该复合材料是以双环戊二烯单体和碳纤维为原料，在催化剂的作用下，通过反应注射成型工艺制备得到，其中，所述双环戊二烯单体与催化剂的质量比为600～3000：1，所述碳纤维添加量为双环戊二烯单体质量的1.0～80％。
优选地，所述双环戊二烯单体为聚合级，双环戊二烯原料的纯度在95.0％以上。
优选地，所述碳纤维选自碳纤维粉、短切碳纤维或碳纤维丝的一种或者多种。
优选地，所述催化剂为钌系催化剂。
优选地，所述催化剂为Grubbs二代催化剂。
优选地，所述催化剂采用催化剂固体粉末，或催化剂与甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯、四氢呋喃或吡啶形成的催化剂溶液。
所述反应注射成型工艺包括以下步骤：
(1)将碳纤维与双环戊二烯单体进行共混，超声分散处理，使碳纤维完全分散于双环戊二烯单体中，不发生团聚、沉降现象；
(2)将步骤(1)获得的共混物与催化剂依次加入反应器中，均匀混合后，注入模具，聚合固化成型。
优选地，步骤(1)超声分散处理时间为0.5～5h，进一步优选地，步骤(1)超声分散处理时间为2～2.5h。
优选地，步骤(2)聚合固化成型温度为25～70℃。
与现有技术相比，本发明中碳纤维材料与双环戊二烯形成共混体系，能够有效避免团聚现象的发生，在开环易位聚合作用下，碳纤维材料能够与聚双环戊二烯形成全互穿网络聚合物，稳步提高材料的力学性能，通过上述工艺条件进行制备，有利于反应聚合工艺稳定性，保障反应注射成型工艺试验的重复性好。
本发明具有以下特点：
1、本发明所使用的碳纤维材料来源广泛、种类齐全，成本低，对碳纤维材料预处理简单，甚至不处理而直接使用，聚双环戊二烯生产工艺流程不需要更改，而直接使用，便于工业化生产推广应用。
2、本发明能够有效将碳纤维材料与双环戊二烯单体进行均匀共混，反应注射成型后碳纤维材料与聚双环戊二烯材料界面结合性好。
3、本发明的碳纤维增强型聚双环戊二烯材料的合成方法，采用注射反应成型工艺，所受环境因素少、反应成型速度快、生产效率高、工艺简单、操作方便、易于进行自动化控制、适合大规模工业化生产。
4、采用本发明所制备的碳纤维增强型双环戊二烯材料具有广阔的市场前景，在汽车行业、建筑工业等领域具有广泛的应用价值。
5、碳纤维与聚双环戊二烯的界面结合程度好，无气泡等缺陷，能够达到增强、抗冲击的目的，从而提高聚双环戊二烯材料的性能，拓宽该材料的应用领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但绝不是对本发明的限制。
对比例1
对比例1中聚双环戊二烯材料，以双环戊二烯单体、Grubbs钌系催化剂为原料，采用反应注射成型工艺制备而成。双环戊二烯单体为聚合级；催化剂为Grubbs催化剂甲苯溶液；双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为1000:1；注射成型的反应温度为50℃。
本对比例的聚双环戊二烯材料的制备方法，包括下列步骤：
采用甲苯为溶剂，将Grubbs钌系催化剂进行超声溶解分散，得到Grubbs催化剂甲苯溶液；Grubbs催化剂甲苯溶液与精制得到的双环戊二烯原料进行均匀共混，立即注入50℃保温下的模具内成型，既得聚双环戊二烯材料，最后样条加工，进行力学性能测试，测试结果见表1。
实施例1
实施例1中碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，以双环戊二烯单体、Grubbs钌系催化剂、碳纤维粉(400目)为原料，采用反应注射成型工艺制备而成。双环戊二烯单体为聚合级；催化剂为Grubbs催化剂甲苯溶液；双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为1000:1；注射成型的反应温度为50℃。所述碳纤维粉(400目)的加入量为双环戊二烯单体质量的5.0％。
本实施例的碳纤维增强型聚双环戊二烯材料的制备方法，包括下列步骤：
采用甲苯为溶剂，将Grubbs钌系催化剂进行超声溶解分散，形成Grubbs钌系催化剂甲苯溶液；同时，碳纤维粉(400目)与双环戊二烯进行超声2.5h共混分散。Grubbs钌系催化剂甲苯溶液与双环戊二烯碳纤维粉(400目)溶液均匀分散，立即注入50℃保温下的模具内成型，既得碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，最后样条加工，进行力学性能测试，测试结果见表1。
实施例2
实施例2中碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，以双环戊二烯单体、Grubbs钌系催化剂、碳纤维粉(400目)为原料，采用反应注射成型工艺制备而成。双环戊二烯单体为聚合级；催化剂为Grubbs催化剂甲苯溶液；双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为1000:1；注射成型的反应温度为50℃。所述碳纤维粉(400目)的加入量为双环戊二烯单体质量的20％。
本实施例的碳纤维增强型聚双环戊二烯材料的制备方法，包括下列步骤：
采用甲苯为溶剂，将Grubbs钌系催化剂进行超声溶解分散，形成Grubbs钌系催化剂甲苯溶液；同时，碳纤维粉(400目)与双环戊二烯进行超声2.5h共混分散。Grubbs钌系催化剂甲苯溶液与双环戊二烯碳纤维粉(400目)溶液均匀分散，立即注入50℃保温下的模具内成型，既得碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，最后样条加工，进行力学性能测试，测试结果见表1。
实施例3
实施例3中碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，以双环戊二烯单体、Grubbs钌系催化剂、碳纤维粉(400目)为原料，采用反应注射成型工艺制备而成。双环戊二烯单体为聚合级；催化剂为Grubbs催化剂甲苯溶液；双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为1000:1；注射成型的反应温度为50℃。所述碳纤维粉(400目)的加入量为双环戊二烯单体质量的50％。
本实施例的碳纤维增强型聚双环戊二烯材料的制备方法，包括下列步骤：
采用甲苯为溶剂，将Grubbs钌系催化剂进行超声溶解分散，形成Grubbs钌系催化剂甲苯溶液；同时，碳纤维粉(400目)与双环戊二烯进行超声2.5h共混分散。Grubbs钌系催化剂甲苯溶液与双环戊二烯碳纤维粉(400目)溶液均匀分散，立即注入50℃保温下的模具内成型，既得碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，最后样条加工，进行力学性能测试，测试结果见表1。
表1碳纤维粉(400目)含量对聚双环戊二烯材料性能的影响
注：双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为1000:1；成型温度为50℃。
实施例4
实施例4中碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，以双环戊二烯单体、Grubbs钌系催化剂、碳纤维粉(400目)为原料，采用反应注射成型工艺制备而成。双环戊二烯单体为聚合级；催化剂为Grubbs催化剂甲苯溶液；双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为1000:1；注射成型的反应温度为50℃。所述碳纤维粉(400目)的加入量为双环戊二烯单体质量的20.0％。
本实施例的碳纤维增强型聚双环戊二烯材料的制备方法，包括下列步骤：
采用甲苯为溶剂，将Grubbs钌系催化剂进行超声溶解分散，形成Grubbs钌系催化剂甲苯溶液；同时，碳纤维粉(400目)与双环戊二烯进行超声2.5h共混分散。Grubbs钌系催化剂甲苯溶液与双环戊二烯碳纤维粉(400目)溶液均匀分散，立即注入50℃保温下的模具内成型，既得碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，最后样条加工，进行力学性能测试，测试结果见表2。
实施例5
实施例5中碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，以双环戊二烯单体、Grubbs钌系催化剂、碳纤维粉(300目)为原料，采用反应注射成型工艺制备而成。双环戊二烯单体为聚合级；催化剂为Grubbs催化剂甲苯溶液；双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为1000:1；注射成型的反应温度为50℃。所述碳纤维粉(300目)的加入量为双环戊二烯单体质量的20.0％。
本实施例的碳纤维增强型聚双环戊二烯材料的制备方法，包括下列步骤：
采用甲苯为溶剂，将Grubbs钌系催化剂进行超声溶解分散，形成Grubbs钌系催化剂甲苯溶液；同时，碳纤维粉(300目)与双环戊二烯进行超声2.5h共混分散。Grubbs钌系催化剂甲苯溶液与双环戊二烯碳纤维粉(300目)溶液均匀分散，立即注入50℃保温下的模具内成型，既得碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，最后样条加工，进行力学性能测试，测试结果见表2。
实施例6
实施例6中碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，以双环戊二烯单体、Grubbs钌系催化剂、碳纤维粉(200目)为原料，采用反应注射成型工艺制备而成。双环戊二烯单体为聚合级；催化剂为Grubbs催化剂甲苯溶液；双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为1000:1；注射成型的反应温度为50℃。所述碳纤维粉(200目)的加入量为双环戊二烯单体质量的20.0％。
本实施例的碳纤维增强型聚双环戊二烯材料的制备方法，包括下列步骤：
采用甲苯为溶剂，将Grubbs钌系催化剂进行超声溶解分散，形成Grubbs钌系催化剂甲苯溶液；同时，碳纤维粉(200目)与双环戊二烯进行超声2.5h共混分散。Grubbs钌系催化剂甲苯溶液与双环戊二烯碳纤维粉(200目)溶液均匀分散，立即注入50℃保温下的模具内成型，既得碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，最后样条加工，进行力学性能测试，测试结果见表2。
表2不同碳纤维粉粒径对聚双环戊二烯材料性能的影响
注：双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为1000:1；碳纤维粉总含量为20％成型温度为50℃。
实施例7
实施例中碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，以双环戊二烯单体、Grubbs钌系催化剂、短切碳纤维(2mm)为原料，采用反应注射成型工艺制备而成。双环戊二烯单体为聚合级；催化剂为Grubbs催化剂甲苯溶液；双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为1000:1；注射成型的反应温度为50℃。所述短切碳纤维(2mm)的加入量为双环戊二烯单体质量的20％。
本实施例的碳纤维增强型聚双环戊二烯材料的制备方法，包括下列步骤：
采用甲苯为溶剂，将Grubbs钌系催化剂进行超声溶解分散，形成Grubbs钌系催化剂甲苯溶液；同时，碳纤维与双环戊二烯进行超声2.5h共混分散。Grubbs钌系催化剂甲苯溶液与双环戊二烯短切碳纤维(2mm)混合物均匀分散，立即注入50℃保温下的模具内成型，既得短切碳纤维(2mm)增强聚双环戊二烯材料。最后样条加工，进行力学性能测试，测试结果见表3。
实施例8
实施例8中碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，以双环戊二烯单体、Grubbs钌系催化剂、碳纤维丝(12K)为原料，采用反应注射成型工艺制备而成。双环戊二烯单体为聚合级；催化剂为Grubbs催化剂甲苯溶液；双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为1000:1；注射成型的反应温度为50℃。所述碳纤维丝(12K)的加入量为双环戊二烯单体质量的20％。
本实施例的碳纤维增强型聚双环戊二烯材料的制备方法，包括下列步骤：
采用甲苯为溶剂，将Grubbs钌系催化剂进行超声溶解分散，形成Grubbs钌系催化剂甲苯溶液；同时，碳纤维与双环戊二烯进行超声2.5h共混分散。Grubbs钌系催化剂甲苯溶液与双环戊二烯碳纤维丝(12K)混合物均匀分散，立即注入50℃保温下的模具内成型，既得碳纤维丝(12K)增强聚双环戊二烯材料。最后样条加工，进行力学性能测试，测试结果见表3。
实施例9
实施例9中碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，以双环戊二烯单体、Grubbs钌系催化剂、碳纤维粉(400目)、短切碳纤维(2mm)为原料，采用反应注射成型工艺制备而成。双环戊二烯单体为聚合级；催化剂为Grubbs催化剂甲苯溶液；双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为1000:1；注射成型的反应温度为50℃。所述碳纤维粉(400目)与短切碳纤维(2mm)(质量比1:1)的总加入量为双环戊二烯单体质量的20％。
本实施例的碳纤维增强型聚双环戊二烯材料的制备方法，包括下列步骤：
采用甲苯为溶剂，将Grubbs钌系催化剂进行超声溶解分散，形成Grubbs钌系催化剂甲苯溶液；同时，碳纤维粉(400目)、短切碳纤维(2mm)与双环戊二烯进行超声2.5h共混分散。Grubbs钌系催化剂甲苯溶液与双环戊二烯碳纤维粉(400目)、短切碳纤维(2mm)混合物均匀分散，立即注入50℃保温下的模具内成型，既得碳纤维粉(400目)、短切碳纤维(2mm)增强聚双环戊二烯材料。最后样条加工，进行力学性能测试，测试结果见表3。
实施例10
实施例10中碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，以双环戊二烯单体、Grubbs钌系催化剂、碳纤维粉(400目)、碳纤维丝(12K)为原料，采用反应注射成型工艺制备而成。双环戊二烯单体为聚合级；催化剂为Grubbs催化剂甲苯溶液；双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为1000:1；注射成型的反应温度为50℃。所述碳纤维粉(400目)与碳纤维丝(12K)(质量比1:1)的总加入量为双环戊二烯单体质量的20％。
本实施例的碳纤维增强型聚双环戊二烯材料的制备方法，包括下列步骤：
采用甲苯为溶剂，将Grubbs钌系催化剂进行超声溶解分散，形成Grubbs钌系催化剂甲苯溶液；同时，碳纤维粉(400目)、碳纤维丝(12K)与双环戊二烯进行超声2.5h共混分散。Grubbs钌系催化剂甲苯溶液与双环戊二烯碳纤维粉(400目)、碳纤维丝(12K)混合物均匀分散，立即注入50℃保温下的模具内成型，既得碳纤维粉(400目)、碳纤维丝(12K)增强聚双环戊二烯材料。最后样条加工，进行力学性能测试，测试结果见表3。
实施例11
实施例11中碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，以双环戊二烯单体、Grubbs钌系催化剂、碳纤维丝(12K)、短切碳纤维(2mm)为原料，采用反应注射成型工艺制备而成。双环戊二烯单体为聚合级；催化剂为Grubbs催化剂甲苯溶液；双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为1000:1；注射成型的反应温度为50℃。所述碳纤维丝(12K)与短切碳纤维(2mm)(质量比1:1)的总加入量为双环戊二烯单体质量的20％。
本实施例的碳纤维增强型聚双环戊二烯材料的制备方法，包括下列步骤：
采用甲苯为溶剂，将Grubbs钌系催化剂进行超声溶解分散，形成Grubbs钌系催化剂甲苯溶液；同时，碳纤维丝(12K)、短切碳纤维(2mm)与双环戊二烯进行超声2.5h共混分散。Grubbs钌系催化剂甲苯溶液与双环戊二烯碳纤维丝(12K)、短切碳纤维(2mm)混合物均匀分散，立即注入50℃保温下的模具内成型，既得碳纤维丝(12K)、短切碳纤维(2mm)增强聚双环戊二烯材料。最后样条加工，进行力学性能测试，测试结果见表3。
表3不同型号碳纤维的混入对聚双环戊二烯材料性能的影响
注：双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为1000:1；成型温度为50℃；碳纤维总含量为20％；不同型号碳纤维混合中两者质量比为1:1。
实施例12
本实施例以双环戊二烯单体、Grubbs钌系催化剂、碳纤维粉、短切碳纤维(2mm)为原料，采用反应注射成型工艺制备而成，双环戊二烯单体为聚合级，双环戊二烯原料的纯度在95.0％以上，催化剂为Grubbs催化剂二氯甲烷溶液；双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为600:1；注射成型的反应温度为20℃，碳纤维粉与短切碳纤维(质量比1:1)的总加入量为双环戊二烯单体质量的1％，具体制备时，采用二氯甲烷为溶剂，将Grubbs二代催化剂进行超声溶解分散，形成Grubbs钌系催化剂二氯甲烷溶液；同时，碳纤维粉与短切碳纤维与双环戊二烯进行超声2h共混分散，Grubbs钌系催化剂二氯甲烷溶液与双环戊二烯溶液均匀分散，立即注入20℃保温下的模具内成型，得碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，最后样条加工。
实施例13
本实施例以双环戊二烯单体、Grubbs钌系催化剂、碳纤维粉为原料，采用反应注射成型工艺制备而成，双环戊二烯单体为聚合级，双环戊二烯原料的纯度在95.0％以上，催化剂为Grubbs催化剂二氯甲烷溶液；双环戊二烯单体与Grubbs钌系催化剂的质量比为3000:1；注射成型的反应温度为70℃，碳纤维粉加入量为双环戊二烯单体质量的80％，具体制备时，采用二氯甲烷为溶剂，将Grubbs二代催化剂进行超声溶解分散，形成Grubbs钌系催化剂二氯甲烷溶液；同时，碳纤维粉与双环戊二烯进行超声2h共混分散，Grubbs钌系催化剂二氯甲烷溶液与双环戊二烯溶液均匀分散，立即注入70℃保温下的模具内成型，得碳纤维增强型聚双环戊二烯材料，最后样条加工。

Claims (10)

1.一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料，其特征在于，该复合材料是以双环戊二烯单体和碳纤维为原料，在催化剂的作用下，通过反应注射成型工艺制备得到，其中，所述双环戊二烯单体与催化剂的质量比为600～3000：1，所述碳纤维添加量为双环戊二烯单体质量的1.0～80％。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料，其特征在于，所述双环戊二烯单体为聚合级，双环戊二烯原料的纯度在95.0％以上。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料，其特征在于，所述碳纤维选自碳纤维粉、短切碳纤维或碳纤维丝的一种或者多种。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料，其特征在于，所述催化剂为钌系催化剂。
5.根据权利要求4所述的一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料，其特征在于，所述催化剂为Grubbs二代催化剂。
6.根据权利要求4所述的一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料，其特征在于，所述催化剂采用催化剂固体粉末，或催化剂与甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯、四氢呋喃或吡啶形成的催化剂溶液。
7.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料，其特征在于，所述反应注射成型工艺包括以下步骤：
(1)将碳纤维与双环戊二烯单体进行共混，超声分散处理，使碳纤维完全分散于双环戊二烯单体中，不发生团聚、沉降现象；
(2)将步骤(1)获得的共混物与催化剂依次加入反应器中，均匀混合后，注入模具，聚合固化成型。
8.根据权利要求7所述的一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料，其特征在于，步骤(1)超声分散处理时间为0.5～5h。
9.根据权利要求8所述的一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料，其特征在于，步骤(1)超声分散处理时间为2～2.5h。
10.根据权利要求7所述的一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料，其特征在于，步骤(2)聚合固化成型温度为25～70℃。
CN201810548326.6A 2018-05-31 2018-05-31 一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料 Pending CN108727565A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810548326.6A CN108727565A (zh) 2018-05-31 2018-05-31 一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810548326.6A CN108727565A (zh) 2018-05-31 2018-05-31 一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108727565A true CN108727565A (zh) 2018-11-02

Family

ID=63931466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810548326.6A Pending CN108727565A (zh) 2018-05-31 2018-05-31 一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108727565A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109943024A (zh) * 2019-03-19 2019-06-28 上海化工研究院有限公司 一种用于制备碳纤维复合材料的固化树脂及其应用
CN112759709A (zh) * 2019-10-21 2021-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种双环戊二烯-乙叉降冰片烯共聚物及其制备方法
TWI736208B (zh) * 2020-04-01 2021-08-11 國家中山科學研究院 一種由雙環戊二烯衍生高性能碳纖維複合材料之製備方法
CN115181397A (zh) * 2022-05-06 2022-10-14 南京林业大学 一种可3d打印高强高韧热固性树脂复合材料及其制备方法与应用
CN115895198A (zh) * 2022-12-28 2023-04-04 东实汽车科技集团股份有限公司 一种聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102690486A (zh) * 2011-12-22 2012-09-26 河南科技大学 纤维增强聚双环戊二烯复合材料及制备方法
CN105199290A (zh) * 2015-08-24 2015-12-30 克琴新材料科技（上海）有限公司 一种聚双环戊二烯复合材料及其单料反应注射成型工艺
CN107022044A (zh) * 2017-04-10 2017-08-08 上海化工研究院有限公司 一种改性聚双环戊二烯材料及其制备方法
CN108058405A (zh) * 2017-11-30 2018-05-22 河南能源化工集团研究院有限公司 连续纤维增强聚双环戊二烯复合材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102690486A (zh) * 2011-12-22 2012-09-26 河南科技大学 纤维增强聚双环戊二烯复合材料及制备方法
CN105199290A (zh) * 2015-08-24 2015-12-30 克琴新材料科技（上海）有限公司 一种聚双环戊二烯复合材料及其单料反应注射成型工艺
CN107022044A (zh) * 2017-04-10 2017-08-08 上海化工研究院有限公司 一种改性聚双环戊二烯材料及其制备方法
CN108058405A (zh) * 2017-11-30 2018-05-22 河南能源化工集团研究院有限公司 连续纤维增强聚双环戊二烯复合材料及其制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109943024A (zh) * 2019-03-19 2019-06-28 上海化工研究院有限公司 一种用于制备碳纤维复合材料的固化树脂及其应用
CN109943024B (zh) * 2019-03-19 2022-08-05 上海化工研究院有限公司 一种用于制备碳纤维复合材料的固化树脂及其应用
CN112759709A (zh) * 2019-10-21 2021-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种双环戊二烯-乙叉降冰片烯共聚物及其制备方法
TWI736208B (zh) * 2020-04-01 2021-08-11 國家中山科學研究院 一種由雙環戊二烯衍生高性能碳纖維複合材料之製備方法
CN115181397A (zh) * 2022-05-06 2022-10-14 南京林业大学 一种可3d打印高强高韧热固性树脂复合材料及其制备方法与应用
CN115181397B (zh) * 2022-05-06 2023-11-21 南京林业大学 一种可3d打印高强高韧热固性树脂复合材料及其制备方法与应用
CN115895198A (zh) * 2022-12-28 2023-04-04 东实汽车科技集团股份有限公司 一种聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108727565A (zh) 一种碳纤维增强型聚双环戊二烯复合材料
CN105906748B (zh) 功能性超高分子量聚乙烯树脂制备方法
CN102181100B (zh) 玻纤增强共聚聚丙烯复合材料及其制备方法
CN102181150B (zh) 一种碳纤维废丝增强尼龙6复合材料及其制备方法
CN105199290A (zh) 一种聚双环戊二烯复合材料及其单料反应注射成型工艺
CN101787204A (zh) 一种低吸水率聚酰胺组合物及其制备方法
CN109943024B (zh) 一种用于制备碳纤维复合材料的固化树脂及其应用
CN104448674A (zh) 一种纤维增强pmma/abs复合材料及其制备方法
CN107022044A (zh) 一种改性聚双环戊二烯材料及其制备方法
CN104927193B (zh) 一种高刚性汽车结构件用玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN105037656A (zh) 一种聚丙烯/聚苯乙烯合金及其制备方法
CN113088095B (zh) 低温成型聚合物改性沥青及其制备方法
CN109694573A (zh) 一种高强度、高韧性、耐机械油用于油底壳玻纤增强尼龙材料及其制备方法
CN1886457A (zh) 基于环氧树脂和流变控制剂的有机纤维及相应的纺织品
CN109851973B (zh) 一种离子交联三元乙丙橡胶及其制备方法
CN106380713A (zh) 一种pc‑ps复合材料及其制备方法
CN103289079B (zh) 尼龙6/芳纶纤维的复合材料及其制备方法
CN106519532B (zh) 聚双环戊二烯/聚蒎烯互穿网络材料及其制备方法
CN112759709A (zh) 一种双环戊二烯-乙叉降冰片烯共聚物及其制备方法
KR102041531B1 (ko) 폴리디사이클로펜타디엔의 경화속도 조절 방법
CN115947931B (zh) 一种可降解苯并噁嗪共聚物及其制备方法和应用
CN101580614B (zh) 一种线性聚丙烯与聚苯乙烯共混物及其制备方法
CN112759690B (zh) 一种聚双环戊二烯复合材料及其制备方法
KR102188009B1 (ko) 물성이 강화된 폴리디사이클로펜타디엔의 제조방법
CN117069390A (zh) 一种单宁酸与聚乙烯亚胺并用改性玻璃纤维与含其的增强尼龙复合材料及它们的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181102