CN112625294A - 一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料及其制备方法，所述表面修饰剂改性聚芳醚酮材料是由如下方法制备的：在溶剂中加入增稠剂，经搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠状表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取表面修饰剂刮涂至聚芳醚酮材料表面，涂层厚度为0.5‑10mm,在25‑130℃放置30s‑24h,再经洗液冲洗后放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性的聚芳醚酮材料，修饰后的材料表面形貌、化学极性可调，适用范围广。本发明实现对大件聚芳醚酮材料进行大面积的修饰或改性、在材料特殊位置进行精确修饰以及实现聚醚醚酮表面改性的工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及表面修饰剂改性聚芳醚酮材料及其制备方法。
背景技术
树脂基复合材料由于质轻、机械性能优异和可设计性等被广泛应用于日常生活、航空航天和军事科技等各个领域。随着现代社会对材料的要求越来越高，传统树脂基复合材料已经难以满足高温、高强度和腐蚀环境下的使用要求，故以结晶性聚芳醚酮及其复合材料为代表的特种工程塑料基复合材料的应用越发广泛。但由于结晶性聚芳醚酮的化学惰性强，表面能低，使其无法在表面进行粘接或进行功能性修饰，极大地限制了它的应用。
对结晶性聚芳醚酮及其复合材料表面修饰的机理为增加材料表面极性、化学活性及表面粗糙度。表面修饰的主要方法有表面接枝处理、还原处理、等离子体处理及化学气相沉积处理等。然而，现有技术大多数采用溶液或浊液对材料表面进行修饰，需要将材料放置于密封容器(反应釜)并浸没在溶液或浊液中，难以实现对大型制件或特殊位置制件(如倒悬制件)的表面修饰，也无法实现对材料特殊位置的精确修饰。
相关文献报道的聚醚醚酮表面改性方法：通过对聚醚醚酮进行化学反应、等离子体表面活性等方式处理，再进行洗涤干燥处理后获得改性后的聚醚醚酮，但大多数改性方法步骤繁杂，且需要在溶液体系中进行，较难实现对大件聚芳醚酮及其复合材料制品进行大面积修饰或改性，也很难在聚芳醚酮及其复合材料的特殊位置进行精确修饰，因此不适用于聚醚醚酮体系的工业化生产。
因此如何制备出一种无流动性表面修饰剂，并将表面修饰剂通过涂覆的方法对结晶性聚芳醚酮材料进行表面修饰，避免反应釜或辐照设备的使用，对制件尺寸、形状和位置没有要求，对操作人员要求低，能耗低且修饰时间短，并且可以根据不同的使用环境进行针对性设计，适用范围较广，是本领域技术人员亟需解决的难题。
发明内容
为了更好解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料及其制备方法。
本发明提供了一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料，它的制备方法包括如下步骤：
(1)在溶剂中加入增稠剂，经搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂；
(2)然后用玻璃棒蘸取步骤(1)获得的表面修饰剂刮涂至聚芳醚酮材料表面，涂层厚度为0.5-10mm,在25-130℃放置30s-24h后,再经洗液冲洗和烘干后获得经表面修饰剂改性聚芳醚酮材料。
优选的是，所述步骤(1)中的增稠剂为氯化钙粉末、氯化镁粉末、三聚磷酸钠粉末、氯化钠粉末、二氧化硅、碳纳米管、氧化石墨烯、硼氢化钠粉末、氢化铝锂粉末、多聚磷酸中的一种。
优选的是，所述步骤(1)中的溶剂为浓硫酸、氯磺酸、甲磺酸、苯磺酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、二甲基亚砜、多聚磷酸中的一种。
优选的是，所述氯化钙粉末、氯化镁粉末、三聚磷酸钠粉末、氯化钠粉末、硼氢化钠粉末、氢化铝锂粉末的粒径为5-50μm。
优选的是，所述二氧化硅的粒径为5-50nm。
优选的是，所述步骤(1)中的增稠剂在溶剂中的含量为0.05-0.5g/ml。
优选的是，所述步骤(2)中聚芳醚酮材料为结晶性聚芳醚酮或结晶性聚芳醚酮复合材料。
优选的是，所述结晶性聚芳醚酮为聚醚醚酮、聚醚醚酮酮、聚醚酮、联苯型聚醚醚酮、联苯型聚醚醚酮酮、聚醚酮醚酮酮中的一种。
优选的是，所述结晶性聚芳醚酮复合材料为连续碳纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、短切碳纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、连续玄武岩纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、短切玄武岩纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、连续玻璃纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、短切玻璃纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、连续凯夫拉纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、短切凯夫拉纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、连续氮化硼纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、短切氮化硼纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、连续碳纳米管纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、短切碳纳米管纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、连续石墨烯纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、短切石墨烯纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、连续纳米碳纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、碳纳米管结晶性聚芳醚酮复合材料、石墨烯结晶性聚芳醚酮复合材料、石墨微片结晶性聚芳醚酮复合材料、纳米二氧化硅结晶性聚芳醚酮复合材料、羟基磷灰石结晶性聚芳醚酮复合材料中的一种。
优选的是，步骤(2)所述洗液为去离子水、乙醇、丙酮中的一种。
本发明的有益效果：
本发明提供的是易于操作和使用的对结晶性聚芳醚酮及其复合材料进行表面修饰的方法。通过该方法能够实现对大型制件及制件的特殊位置进行表面修饰，填补了该领域在工业化应用中的空白；
本发明采用一种简便的方法制备出了一种无流动性的表面修饰剂，该表面修饰剂可以通过涂覆的方法对结晶性聚芳醚酮及其复合材料进行表面修饰；本发明避免了反应釜或辐照设备的使用，对制件尺寸、形状和位置没有要求，对操作人员要求低，能耗低且修饰时间短。
本发明所修饰的结晶性聚芳醚酮及其复合材料表面形貌可调，以此达到对聚芳醚酮材料大型制件或特殊位置(如倒悬制件或管材内部)的表面进行精确修饰的目的，表面化学环境可调，这意味着可以根据不同的使用环境进行针对性设计，适用范围较广。
通过调整成分、成分配比及表面修饰时间，不仅可以实现聚芳醚酮材料的表面修饰，且修饰程度可调节，能够满足材料在不同环境下的使用需求。
附图说明
图1是将实施例1获得的粘稠表面修饰剂装在试剂瓶中的倒置示意图；
图2是将实施例2获得的表面修饰剂涂覆在聚醚醚酮表面后的效果图；
图3a和图3b分别是实施例1修饰前后的聚醚醚酮材料截面SEM的对比图；
图4a和图4b分别是实施例5修饰前后的联苯型聚醚醚酮酮材料表面SEM的对比图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1：
在98％浓硫酸10ml中加入5g氯化钙粉末，经搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取表面修饰剂刮涂至聚醚醚酮材料表面，涂层厚度为0.5mm，涂层在室温下放置30s后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的聚醚醚酮材料。图1是将本实施例所制备的表面修饰剂装在试剂瓶，试剂瓶中的表面修饰剂的流动性较低，将试剂瓶倒置后，试剂瓶内部的表面修饰剂也不会流淌。图3a和图3b分别是聚醚醚酮材料和经表面修饰剂改性后的聚醚醚酮材料表面的SEM图片，经表面修饰剂改性后的聚醚醚酮材料表面为多孔性结构，这种多孔性结构主要是由溶剂浓硫酸产生的。
实施例2：
在10ml氯磺酸中加入5g氯化镁粉末，经搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取表面修饰剂刮涂至聚醚醚酮酮材料表面，涂层厚度为2mm，在80℃下放置24h后用乙醇冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的聚醚醚酮酮材料。图2是将本实施例的表面修饰剂涂覆在聚醚醚酮酮材料表面后，表面修饰剂能稳定附着于倒悬的聚醚醚酮酮材料表面后，由此表明表面修饰剂对聚醚醚酮酮材料具有良好的附着力。
实施例3：
在10ml甲磺酸中加入1.5g三聚磷酸钠粉末，经搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取表面修饰剂刮涂至聚醚酮材料表面，涂层厚度为0.5mm，涂层在室温下放置1min后用丙酮冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的聚醚酮材料。
实施例4：
在10ml苯磺酸中加入5g氯化钠粉末，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠表面修饰剂刮涂至联苯型聚醚醚酮材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置30s后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的联苯型聚醚醚酮材料。
实施例5：
在10ml三氟乙酸中加入5g纳米二氧化硅，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠表面修饰剂刮涂至联苯型聚醚醚酮酮材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置30s后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的联苯型聚醚醚酮酮材料。经表面修饰后联苯型聚醚醚酮酮材料表面的硅含量有所提升。
图4a和图4b分别是实施例5修饰前后的联苯型聚醚醚酮酮材料表面的对比图，从图中可以看出不仅存在经三氟乙酸处理后产生的多孔层，且可以看到纳米二氧化硅作为增强填料同样残留在材料表面。
实施例6：
在10ml三氟甲磺酸中加入5g碳纳米管，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠表面修饰剂刮涂至连续碳纤维纤维增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置30s后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的连续碳纤维纤维增强聚醚醚酮复合材料。
实施例7：
在10ml三氟乙酸中加入5g酸化碳纳米管，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠表面修饰剂刮涂至短切碳纤维增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置30s后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的短切纤维增强聚醚醚酮复合材料。
实施例8：
在10ml三氟乙酸中加入5g氧化石墨烯，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠表面修饰剂刮涂至连续玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置30s后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的连续玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料。
实施例9：
在10ml二甲基亚砜中加入5g硼氢化钠粉末，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠表面修饰剂刮涂至连续凯夫拉纤维增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度2mm，在130℃下放置24h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的连续凯夫拉纤维增强聚醚醚酮复合材料。
实施例10：
在10ml二甲基亚砜中加入5g氢化铝锂粉末，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠表面修饰剂刮涂至短切凯夫拉纤维增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度2mm，在80℃下放置24h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的短切凯夫拉纤维增强聚醚醚酮复合材料。
实施例11：
在10ml三氟乙酸中加入5g多聚磷酸，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠表面修饰剂刮涂至短切玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在80℃下放置24h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的短切玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料。
实施例12：
在10ml多聚磷酸中加入5g纳米二氧化硅，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠表面修饰剂刮涂至短切玄武岩纤维增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置5h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的短切玄武岩纤维增强聚醚醚酮复合材料。
实施例13：
在10ml三氟乙酸中加入5g碳纳米管，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠的表面修饰剂刮涂至连续玄武岩纤维增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置5h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的连续玄武岩纤维增强聚醚醚酮复合材料。
实施例14：
在10ml三氟乙酸中加入5g碳纳米管，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠的表面修饰剂刮涂至连续氮化硼岩纤维增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置5h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的连续氮化硼纤维增强聚醚醚酮复合材料。
实施例15：
在10ml三氟乙酸中加入5g碳纳米管，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠的表面修饰剂刮涂至短切氮化硼纤维增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置5h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的短切氮化硼纤维增强聚醚醚酮复合材料。
实施例16：
在10ml三氟乙酸中加入5g碳纳米管，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠的表面修饰剂刮涂至短切碳纳米管纤维增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置5h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的短切碳纳米管纤维增强聚醚醚酮复合材料。
实施例17：
在10ml三氟乙酸中加入5g碳纳米管，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠的表面修饰剂刮涂至连续碳纳米管纤维增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置5h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的连续碳纳米管纤维增强聚醚醚酮复合材料。
实施例18：
在10ml三氟乙酸中加入5g碳纳米管，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠的表面修饰剂刮涂至连续石墨烯纤维增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置5h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的连续石墨烯纤维增强聚醚醚酮复合材料。
实施例19：
在10ml三氟乙酸中加入5g碳纳米管，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠的表面修饰剂刮涂至短切石墨烯纤维增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置5h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的短切石墨烯纤维增强聚醚醚酮复合材料。
实施例20：
在10ml三氟乙酸中加入5g碳纳米管，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠的表面修饰剂刮涂至纳米碳纤维增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置5h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的纳米碳纤维增强聚醚醚酮复合材料。
实施例21：
在10ml三氟乙酸中加入5g碳纳米管，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠的表面修饰剂刮涂至碳纳米管增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置5h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的碳纳米管增强聚醚醚酮复合材料。
实施例22：
在10ml三氟乙酸中加入5g碳纳米管，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠的表面修饰剂刮涂至石墨烯增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置5h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的石墨烯增强聚醚醚酮复合材料。
实施例23：
在10ml三氟乙酸中加入5g碳纳米管，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠的表面修饰剂刮涂至石墨微片增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置5h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的石墨微片增强聚醚醚酮复合材料。
实施例24：
在10ml三氟乙酸中加入5g碳纳米管，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠的表面修饰剂刮涂至纳米二氧化硅增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置5h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的纳米二氧化硅增强聚醚醚酮复合材料。
实施例25：
在10ml三氟乙酸中加入5g碳纳米管，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠的表面修饰剂刮涂至羟基磷灰石增强聚醚醚酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置5h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的羟基磷灰石增强聚醚醚酮复合材料。
实施例26：
在10ml三氟乙酸中加入5g碳纳米管，搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取粘稠的表面修饰剂刮涂至羟基磷灰石增强聚醚酮醚酮酮复合材料表面，涂层厚度0.5mm，在室温下放置5h后用去离子水冲洗，再放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性后的羟基磷灰石增强聚醚酮醚酮酮复合材料。本发明通过调整增稠剂和溶剂的成分、二者反应比例及对高分子材料表面的修饰时间，实现了物理刻蚀、表面还原或化学改性等多种方式的表面修饰，且修饰程度可调节，能够满足材料在不同环境下的使用需求。
综合上述实施例可以得出：增稠剂起到的作用主要包括三个方面：一是仅起到增稠作用，使得溶剂能稳定覆盖在聚芳醚酮材料表面，从而提高聚芳醚酮材料表面极性和化学活性，并且在修饰后能够被完全洗净；二是除增稠作用外，部分增稠剂残留在被修饰材料表面，增加被修饰材料的表面粗糙度；三是除增稠作用外，与被修饰材料的表面发生化学反应，既能提供活性官能团，也增加了表面粗糙度。部分增稠剂也同时具备溶剂的作用，既可以单独使用，也可以配合其他溶剂使用。
溶剂起到的作用主要包括三个方面：一是仅作为溶剂，使增稠剂能够均匀稳定地与被修饰材料发生作用；二是溶解修饰材料而产生的物理刻蚀；三是除溶解作用以外，还可以与聚芳醚酮发生化学反应,增加活性官能团和表面粗糙度。
综上：本发明开发的是一种由增稠剂和溶剂配置而成的表面修饰剂，该表面修饰剂无流动性、附着能力强，可以通过涂覆的方法对聚芳醚酮及其复合材料进行改性，且对聚芳醚酮及其复合材料制件的尺寸、形状和位置均没有要求，改性后的材料表面化学环境可调，表面形貌可调，适用范围广。
Claims (10)
1.一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料，其特征在于：它的制备方法包括如下步骤：
(1)在溶剂中加入增稠剂，经搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂；
(2)然后用玻璃棒蘸取步骤(1)获得的表面修饰剂刮涂至聚芳醚酮材料表面，涂层厚度为0.5-10mm,在25-130℃放置30s-24h后,再经洗液冲洗和烘干后获得经表面修饰剂改性聚芳醚酮材料。
2.根据权利要求1所述的一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料，其特征在于：所述步骤(1)中的增稠剂为氯化钙粉末、氯化镁粉末、三聚磷酸钠粉末、氯化钠粉末、二氧化硅、碳纳米管、氧化石墨烯、硼氢化钠粉末、氢化铝锂粉末、多聚磷酸中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料，其特征在于：所述步骤(1)中的溶剂为浓硫酸、氯磺酸、甲磺酸、苯磺酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、二甲基亚砜、多聚磷酸中的一种。
4.根据权利要求2所述的一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料，其特征在于：所述氯化钙粉末、氯化镁粉末、三聚磷酸钠粉末、氯化钠粉末、硼氢化钠粉末、氢化铝锂粉末的粒径为5-50μm。
5.根据权利要求2所述的一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料，其特征在于：所述二氧化硅的粒径为5-50nm。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料，其特征在于：所述步骤(1)中的增稠剂在溶剂中的含量为0.05-0.5g/ml。
7.根据权利要求1-5任一所述的一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料，其特征在于：所述步骤(2)中聚芳醚酮材料为结晶性聚芳醚酮或结晶性聚芳醚酮复合材料。
8.根据权利要求7所述的一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料，其特征在于：所述结晶性聚芳醚酮为聚醚醚酮、聚醚醚酮酮、聚醚酮、联苯型聚醚醚酮、联苯型聚醚醚酮酮、聚醚酮醚酮酮中的一种。
9.根据权利要求7所述的一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料，其特征在于：所述结晶性聚芳醚酮复合材料为连续碳纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、短切碳纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、连续玄武岩纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、短切玄武岩纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、连续玻璃纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、短切玻璃纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、连续凯夫拉纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、短切凯夫拉纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、连续氮化硼纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、短切氮化硼纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、连续碳纳米管纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、短切碳纳米管纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、连续石墨烯纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、短切石墨烯纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、连续纳米碳纤维结晶性聚芳醚酮复合材料、碳纳米管结晶性聚芳醚酮复合材料、石墨烯结晶性聚芳醚酮复合材料、石墨微片结晶性聚芳醚酮复合材料、纳米二氧化硅结晶性聚芳醚酮复合材料、羟基磷灰石结晶性聚芳醚酮复合材料中的一种。
10.根据权利要求1所述的一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料，其特征在于：步骤(2)所述洗液为去离子水、乙醇、丙酮中的一种。
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| CN202011419884.6A CN112625294A (zh) | 2020-12-07 | 2020-12-07 | 一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料及其制备方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110217544A1 (en) * | 2008-08-21 | 2011-09-08 | Innova Dynamics, Inc. | Enhanced surfaces, coatings, and related methods |
| CN110396217A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-01 | 王征 | 一种功能化石墨烯修饰多孔聚醚醚酮材料及其制备方法 |
-
2020
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110217544A1 (en) * | 2008-08-21 | 2011-09-08 | Innova Dynamics, Inc. | Enhanced surfaces, coatings, and related methods |
| CN110396217A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-01 | 王征 | 一种功能化石墨烯修饰多孔聚醚醚酮材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| MAIHEMUTI YAKUFU等: ""Covalently functionalized poly(etheretherketone) implants with osteogenic growth peptide (OGP) to improve osteogenesis activity"", 《RSC ADVANCES》 * |
| 朱万强: "《涂料基础教程》", 30 June 2012, 西南交通大学出版社 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112940332A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-06-11 | 吉林大学 | 一种含有氨基侧链的聚芳醚酮及其制备方法和应用 |
| CN112940332B (zh) * | 2021-04-13 | 2022-07-22 | 吉林大学 | 一种含有氨基侧链的聚芳醚酮及其制备方法和应用 |
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