一种高强高韧邻苯二甲腈基复合材料及其制备方法与应用

摘要

本发明公开一种高强高韧邻苯二甲腈基复合材料及其制备方法与应用。复合材料包括呈堆叠形式的多个基体层，每个基体层包括纤维增强的邻苯二甲腈树脂；复合材料还包括至少一个层间区域，每个层间区域均形成于两个邻近的基体层之间，且每个层间区域中均含有增韧颗粒，增韧颗粒选自热塑性树脂颗粒和/或无机颗粒。本发明通过向层间区域定向引入增韧颗粒组分的方法，最大程度保持邻苯二甲腈复合材料优异耐热性的同时，大幅度提高了其断裂韧性，限制了层间界面区域在载荷作用下的快速破坏，并且保证复合材料原有力学强度或有所提高，以同时达到增韧增强的目的。该复合材料可应用于航空航天耐高温结构复合材料领域。

说明书

技术领域

本发明属于树脂基复合材料制造领域，具体涉及一种高强高韧邻苯二甲腈基复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着航空航天领域的蓬勃发展，制造技术对于材料轻质高性能提出了更高的要求。而纤维增强树脂基复合材料正是由于其高比强度、比刚度、可设计性和易于整体成型等优异特性，在航空航天领域已得到广泛应用。纤维复合材料的树脂基体可分为热塑性和热固性树脂两类，而常见的热固性树脂体系主要包括适用于中低温环境的环氧树脂、双马来酰亚胺树脂体系及适用于400℃以上高温环境的聚酰亚胺树脂、邻苯二甲腈树脂体系。

其中，邻苯二甲腈树脂是一类以邻苯二甲腈基团作为交联结构的新型热固性树脂体系，具有邻苯二甲腈封端基团的单体或低聚物可在芳胺等活泼氢催化剂作用下交联固化得到相应树脂。邻苯二甲腈树脂具有优异的热稳定性、高残炭率、高玻璃化转变温度、低吸水率及低体积收缩率，以邻苯二甲腈树脂为基体的复合材料也因此具有优异的力学性能和热氧化稳定性。邻苯二甲腈树脂的优越性能来源于端基邻苯二甲腈基团高度交联固化后形成的大量芳杂环结构，如酞菁环、三嗪环等。这些芳杂环结构能够抵抗高温和氧气的联合作用，使邻苯二甲腈树脂具有高于450℃的玻璃化转变温度，也使得树脂具有优异的耐烧蚀性能和阻燃性能。

但是邻苯二甲腈基复合材料相较于聚酰亚胺基复合材料而言，层间结合性能较差，树脂较高的交联密度导致交联网络存在较大的固化应力，体现为宏观的高脆性。以T700单向碳纤维增强邻苯二甲腈基复合材料为例，其层间剪切强度约40MPa，远低于具有相同耐热等级的聚酰亚胺基复合材料。此外，由于邻苯二甲腈基团交联后形成的三嗪环和酞菁环均为刚性大芳环，交联结构难以自由活动，极大地限制了基体与增强纤维间的缠结与浸润，即邻苯二甲腈树脂与纤维间形成的界面相强度薄弱，裂纹扩展时易从界面相发生破坏，难以发挥纤维及树脂原有的优异力学性能。

为了解决这一问题，国内外研究人员对邻苯二甲腈基复合材料的增强增韧改性工作进行了相应的研究。现阶段采用的方法主要有两种，一是对邻苯二甲腈单体或低聚物结构进行设计，通过向封端的邻苯二甲腈基团间引入具有一定长度和柔性的分子链段，提高了分子链的运动能力及对纤维表面的浸润性能，从而使树脂的韧性及强度有所提高。印度空间中心的Augustine等人(Augustine D,Mathew D,Reghunadhan Nair C.PolymerInternational,2015,64(1):146-153.)在2015年制备了羟基和腈基封端的聚醚醚酮PEEK低聚物，并将其引入邻苯二甲腈固化结构中，从而将碳纤维织物增强邻苯二甲腈基复合材料层间剪切强度由15MPa提高至40MPa，弯曲强度由147MPa提高至483MPa。但这一方法与邻苯二甲腈树脂作为耐热性结构材料的使用背景是不符的，即力学性能改善的同时损失了树脂的耐热性能，如前所述的研究中，引入了柔性PEEK链段后的固化后树脂耐热性能出现了一定程度的下降。现阶段对邻苯二甲腈复合材料增强增韧改性的另一类主要方法是，将邻苯二甲腈树脂与其他韧性相对较好的热塑性树脂或弹性体进行共混改性。四川大学刘孝波等(Pan H,Xu M,Lei X,et al.High Performance Polymers,2016,28(5):581-590.)在2016年通过共混手段将羧基封端丁腈橡胶引入邻苯二甲腈树脂体系中，弯曲强度由528MPa提高至534MPa。但共混所采用的羧基封端丁腈橡胶耐热性远低于邻苯二甲腈树脂，因此共混体系在氮气中的5％热分解温度由567℃降低至509℃，体系耐热性下降，不利于其作为耐高温结构复合材料的树脂基体使用。

综上所述，既有的邻苯二甲腈基复合材料增强增韧手段仍主要集中在树脂基体层面的改性上，即向主链结构中引入柔性较好的分子链段，或向韧性较差的基体中通过共混的方式大量引入韧性或浸润性较好的弹性体或热塑性树脂，从而一定程度上提高树脂体系及相应复合材料的韧性，通过改善纤维-树脂浸润性以提高复合材料的力学强度。但这类方法仍存在明显的缺陷：第一、耐热性问题：韧性好但耐热差的增韧增强结构或组分导致改性后树脂体系的耐热性能整体下降；第二、工艺问题：热塑性树脂或弹性体的引入，提高了体系粘度，使加工成型存在困难；第三、复合材料固有特征：即由于增强纤维的约束效应，树脂性能难以全部体现为复合材料的性能，复合材料的韧性和强度提高幅度有限。

发明内容

本发明提供一种邻苯二甲腈基复合材料，所述邻苯二甲腈基复合材料具有高强高韧性，所述复合材料包括呈堆叠形式的多个基体层，每个基体层包括纤维增强的邻苯二甲腈树脂；

所述复合材料还包括至少一个层间区域，每个层间区域均形成于两个邻近的基体层之间，且每个层间区域中均含有增韧颗粒，所述增韧颗粒选自热塑性树脂颗粒和/或无机颗粒。

根据本发明，所述热塑性树脂颗粒可以选自玻璃化转变温度高于250℃的热塑性颗粒，例如热塑性聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚芳醚酮、改性聚芳醚酮(例如两性离子基团改性酚酞型聚芳醚酮，简称PEK-C)、聚醚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯并噁唑、聚醚砜等中的至少一种；优选为热塑性聚酰亚胺、聚醚醚酮和/或改性聚芳醚酮(例如PEK-C)。

根据本发明，所述无机颗粒可以选自耐热性高的无机颗粒，例如碳化硼、碳化硅、氮化硼、氧化铝等中的至少一种；优选为碳化硼、碳化硅和氮化硼中的至少一种。

根据本发明，所述增韧颗粒的平均粒径不超过30μm，优选不超过20μm，示例性为3μm、5μm、10μm、30μm。

根据本发明，所述邻苯二甲腈树脂可以选自一代邻苯二甲腈树脂(其由包含邻苯二甲腈基团的小分子单体在固化剂作用下固化得到)、二代邻苯二甲腈树脂(其含有由邻苯二甲腈基团封端的分子链段)、以及其它具有邻苯二甲腈基团并以其作为交联位点的树脂中的至少一种；优选为一代邻苯二甲腈树脂。

例如，所述包含邻苯二甲腈基团的小分子单体具有如式(1)所示的结构：

其中，R选自如下结构中的任意一种：

优选地，R选自如下结构中的任意一种：

例如，所述固化剂可以选自含有氨基和/或羟基的具有邻苯二甲腈基团的物质；优选为含有氨基的具有邻苯二甲腈基团的物质；示例性地，所述含有氨基的具有邻苯二甲腈基团的物质的结构可以如式(2)所示：

例如，所述一代邻苯二甲腈树脂可以选自如式(a)和式(b)所示化合物中的至少一种：

根据本发明，增强用的纤维为连续纤维，例如可以选自碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、芳纶纤维的单一纤维织物或混编织物。进一步地，所述织物可以为单向织物或二维织物。示例性为碳纤维单向布。

根据本发明，所述层间区域具有海岛结构，海岛结构中包括所述邻苯二甲腈树脂和所述增韧颗粒。所述增韧颗粒不溶或不完全溶于邻苯二甲腈树脂中。进一步地，所述海岛结构的相尺度为1-50μm，优选1-30μm，更优选为5-20μm。

根据本发明，所述增韧颗粒占邻苯二甲腈树脂质量的5-60％，优选5-50％，更优选10-35％；示例性地，其占邻苯二甲腈树脂质量的5％、10％、12.5％、15％、20％。

根据本发明，所述复合材料的玻璃化转变温度高于420℃，例如温度为435-500℃，示例性地，玻璃化转变温度为423℃、432℃、438℃、448℃、456℃、466℃、475℃。

根据本发明，所述复合材料的弯曲强度高于1400MPa，例如弯曲强度为1450-1800MPa，示例性地，弯曲强度为1494MPa、1584MPa、1598MPa、1599MPa、1673MPa、1678MPa、1692MPa。

根据本发明，所述复合材料的弯曲模量大于90GPa，例如为92-110GPa，示例性地，弯曲模量为93.4GPa、96.0GPa、96.8GPa、98.5GPa、102GPa、103GPa、104GPa。

根据本发明，所述复合材料的层间剪切强度不低于50MPa，例如50-80MPa，示例性地，层间剪切强度为50.5MPa、51.0MPa、58.0MPa、63.0MPa、64.5MPa、65.1MPa、70.2MPa。

本发明还提供上述邻苯二甲腈基复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)制备含有邻苯二甲腈树脂与增强纤维的树脂预浸料；

(2)将增韧颗粒附着于所述树脂预浸料表面，得到增韧的邻苯二甲腈树脂预浸料；

(3)步骤(2)所述的增韧的邻苯二甲腈树脂预浸料经铺覆后得到预制体，所述预制体经固化处理，得到所述邻苯二甲腈基复合材料。

根据本发明的制备方法，所述邻苯二甲腈树脂、增强纤维和增韧颗粒具有如上文所述的含义和配比。

根据本发明的制备方法，步骤(1)中，所述邻苯二甲腈树脂由邻苯二甲腈树脂单体和固化剂制备得到。例如，所述邻苯二甲腈树脂单体和固化剂的质量比为(85-95):(5-15)，优选为95:5。

根据本发明的制备方法，步骤(1)中，所述邻苯二甲腈树脂与增强纤维的质量比为1:(1-1.5)，例如为1:(1-1.3)，示例性为1:1.07。

根据本发明的制备方法，步骤(1)中，所述树脂预浸料的预浸方法可以为溶剂法或熔融法，优选为溶剂法。其中，所述溶剂法使用的溶剂为丙酮、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜(DMSO)、甲基吡咯烷酮(NMP)和四氢呋喃(THF)等中的至少一种。示例性地，可将邻苯二甲腈树脂溶解于丙酮中，得到的澄清均一的邻苯二甲腈/丙酮溶液用以浸渍增强纤维，得到所述树脂预浸料。

根据本发明的制备方法，步骤(2)中，所述增韧颗粒引入时，需保证所述树脂预浸料具有一定的铺覆性。

根据本发明的制备方法，步骤(3)中，所述铺层的方式不限，可以采用本领域已知铺层方式，例如按照[0]

根据本发明的制备方法，步骤(3)中，所述固化包括预固化和后固化，优选先将所述预制体置于真空袋或钢制模具中进行预固化，再转移至烘箱中进行后固化。其中，所述预固化的条件包括180℃-300℃处理0.5-6h，例如200℃-280℃处理0.5-5h，示例性地，所述预固化程序包括：先于200℃固化处理0.5h，再于250℃固化处理2h，后于280℃固化处理2h。其中，所述后固化的条件包括280℃-400℃处理1-10h，例如300℃-380℃处理1-6h，示例性地，所述后固化程序包括如下顺次固化处理：先于315℃固化处理4h，再于375℃固化处理2h。进一步地，所述预固化为热压过程，压力为3-7MPa，例如4-6MPa，示例性为5MPa。

根据本发明的实施方案，所述邻苯二甲腈基复合材料的制备方法包括：

(1)将邻苯二甲腈树脂与增强用纤维预浸制得树脂预浸料，其中邻苯二甲腈树脂与增强纤维的质量比为1:(1-1.5)；

(2)将增韧颗粒均匀负载于所述树脂预浸料中，得到颗粒增韧的邻苯二甲腈树脂预浸料；

(3)步骤(2)所述的颗粒增韧的邻苯二甲腈树脂预浸料经铺覆后得到预制体；所述预制体置于真空袋或钢制模具中进行热压预固化，再转移至烘箱中进行后固化，固化完成，得到所述邻苯二甲腈基复合材料。

本发明还提供上述方法制备得到的邻苯二甲腈基复合材料。具体的，所述复合材料具备高强高韧性。

进一步地，本发明提供上述邻苯二甲腈基复合材料在航空航天耐高温材料中的应用。

本发明的有益效果：

针对纤维增强邻苯二甲腈基复合材料韧性差、强度低的现状，及现有邻苯二甲腈基复合材料增韧、增强手段的不足之处，本发明首次将层间增韧方法引入到邻苯二甲腈树脂这种热固性树脂中，提出了一种通过将增韧颗粒引入到层间薄弱环节制备的高强高韧邻苯二甲腈基复合材料及其制备方法与应用。

(1)本发明提供的制备方法利用热塑性树脂颗粒或无机颗粒作为层间增韧材料，通过层间颗粒的锚固效应和屈服作用限制复合材料破坏过程中的裂纹扩展，减缓或避免外力作用下邻苯二甲腈基复合材料的破坏过程，从而起到增韧邻苯二甲腈基复合材料的效果。由层间剪切强度来看，其较现有技术提高幅度可达40％以上，说明复合材料的韧性得到明显改善。

(2)本发明提供的制备方法基于层间颗粒的增韧模式，层间颗粒增韧无需大量引入增韧组分，30％质量分数以内的热塑性颗粒或无机颗粒对邻苯二甲腈树脂体系粘度并无明显影响，即通过较少的颗粒负载量得到了较大的韧性性能改善，并且能够保持复合材料的界面连续性和垂直方向的树脂流动性，对成型工艺影响较小。

(3)本发明提供的制备方法中增韧组分选取玻璃化转变温度高于250℃的热塑性颗粒或耐热性优异的无机颗粒，保证了原有邻苯二甲腈树脂优异的耐热性能，使其能够作为耐高温结构复合材料树脂基体使用。

综上所述，本发明通过向层间区域定向引入增韧颗粒组分的方法，最大程度保持邻苯二甲腈复合材料优异耐热性的同时，大幅度提高了其断裂韧性，限制了层间界面区域在载荷作用下的快速破坏，并且在不影响复合材料强度的基础上还有可能能够进一步提高强度，同时达到增韧增强的目的，从而达到复合材料整体性能提高的目的。

附图说明

图1是实施例1层间颗粒增韧邻苯二甲腈预浸料的制备示意图。

图2是实施例1得到的层间颗粒在高强高韧邻苯二甲腈基复合材料中的分布图。

图3是实施例1得到的高强高韧邻苯二甲腈基复合材料的层间区域的海岛相形貌图(标尺：50μm)。

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。

除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。

实施例和对比例中用到的氨基邻苯二甲腈固化剂的结构如下：

实施例和对比例中用到的双酚A型邻苯二甲腈单体的结构如下：

实施例1

将双酚A型邻苯二甲腈树脂单体与氨基邻苯二甲腈固化剂粉料按照质量比95:5混合后，得到树脂粉料。再将树脂粉料与丙酮以1:4的质量比于70℃条件下加热共混，使粉料溶解于丙酮中形成澄清均一的PN溶液。将固含量为30g的PN溶液与32g T700碳纤维单向布制成湿法预浸料，待预浸料仍具有一定铺覆性时向层间区域引入热塑性颗粒增韧剂：粒径为10μm的热塑性聚酰亚胺(PI)颗粒，增韧剂的加入量按照树脂固含量与增韧剂质量比为90:10引入。

预浸料除去溶剂后裁剪成合适大小，按照[0]

邻苯二甲腈基复合材料的制备过程如图1所示，于邻苯二甲腈树脂预浸料上负载增韧颗粒，最终形成包括呈堆叠形式的多个基体层，每个基体层包括连续纤维增强的邻苯二甲腈树脂以及至少一个层间区域，每个层间区域均形成于两个邻近的基体层之间，且每个层间区域均包括增韧颗粒和邻苯二甲腈树脂。

图2为层间颗粒在邻苯二甲腈复合材料中的分布图，增韧颗粒不溶或不完全溶于邻苯二甲腈树脂基体层，从而形成如图3所示层间区域的海岛相结构(图2中圈内标出海岛相结构)，相尺度由增韧颗粒粒径控制，为5-20μm。

对本实施例得到的复合材料进行如下性能测试：

依照GB/T 3356-1999裁剪弯曲性能测试试样，尺寸为80mm×12.5mm×2mm，选取32倍跨厚比；依照GB/T 3357-1982裁剪层间剪切强度测试试样，尺寸为20mm×6mm×2mm；以上性能在Instron5567万能力学试验机上进行测试。动态机械分析测试在Netzsch 242c动态力学分析仪上进行，试样尺寸为30mm×8mm×2mm，测试跨距为10mm。测试结果如表1所示。

表1 10％wt PI改性高强高韧邻苯二甲腈基复合材料性能

实施例2

将双酚A型邻苯二甲腈树脂单体与氨基邻苯二甲腈固化剂粉料按照质量比95:5混合后，再将树脂粉料与丙酮以1:4的质量比于70℃条件下加热共混，使粉料溶解于丙酮中形成澄清均一的PN溶液。

将固含量为30g的PN溶液与32g T700碳纤维单向布制成湿法预浸料，待预浸料仍具有一定铺覆性时向层间区域引入热塑性颗粒增韧剂：粒径为10μm的改性聚芳醚酮(PEK-C)颗粒，增韧剂的加入量按照树脂固含量与增韧剂质量比为90:10引入。

预浸料除去溶剂后裁剪成合适大小，按照[0]

依照GB/T 3356-1999裁剪弯曲性能测试试样，尺寸为80mm×12.5mm×2mm，选取32倍跨厚比；依照GB/T 3357-1982裁剪层间剪切强度测试试样，尺寸为20mm×6mm×2mm；以上性能在Instron5567万能力学试验机上进行测试。动态机械分析测试在Netzsch 242c动态力学分析仪上进行，试样尺寸为30mm×8mm×2mm，测试跨距为10mm。测试结果如表2所示。

表2 10wt％PEK-C改性高强高韧邻苯二甲腈基复合材料性能

实施例3

将双酚A型邻苯二甲腈树脂单体与氨基邻苯二甲腈固化剂粉料按照质量比95:5混合后，再将树脂粉料与丙酮以1:4的质量比于70℃条件下加热共混，使粉料溶解于丙酮中形成澄清均一的PN溶液。

将固含量为30g的PN溶液与32g T700碳纤维单向布制成湿法预浸料，待预浸料仍具有一定铺覆性时向层间区域引入无机颗粒增韧剂：粒径为5μm的碳化硼(B

预浸料除去溶剂后裁剪成合适大小，按照[0]

依照GB/T 3356-1999裁剪弯曲性能测试试样，尺寸为80mm×12.5mm×2mm，选取32倍跨厚比；依照GB/T 3357-1982裁剪层间剪切强度测试试样，尺寸为20mm×6mm×2mm；以上性能在Instron5567万能力学试验机上进行测试。动态机械分析测试在Netzsch 242c动态力学分析仪上进行，试样尺寸为30mm×8mm×2mm，测试跨距为10mm。测试结果如表3所示。

表3 10wt％B

实施例4

将双酚A型邻苯二甲腈树脂单体与氨基邻苯二甲腈固化剂粉料按照质量比95:5混合后，再将树脂粉料与丙酮以1:4的质量比于70℃条件下加热共混，使粉料溶解于丙酮中形成澄清均一的PN溶液。

将固含量为30g的PN溶液与32g T700碳纤维单向布制成湿法预浸料，待预浸料仍具有一定铺覆性时向层间区域引入热塑性树脂颗粒增韧剂：粒径为10μm的热塑性聚酰亚胺(PI)颗粒，增韧剂的加入量按照树脂固含量与增韧剂质量比为95:5引入。

预浸料除去溶剂后裁剪成合适大小，按照[0]

依照GB/T 3356-1999裁剪弯曲性能测试试样，尺寸为80mm×12.5mm×2mm，选取32倍跨厚比；依照GB/T 3357-1982裁剪层间剪切强度测试试样，尺寸为20mm×6mm×2mm；以上性能在Instron5567万能力学试验机上进行测试。动态机械分析测试在Netzsch 242c动态力学分析仪上进行，试样尺寸为30mm×8mm×2mm，测试跨距为10mm。测试结果如表4所示。

表4 5％wt PI改性高强高韧邻苯二甲腈基复合材料性能

实施例5

将双酚A型邻苯二甲腈树脂单体与氨基邻苯二甲腈固化剂粉料按照质量比95:5混合后，再将树脂粉料与丙酮以1:4的质量比于70℃条件下加热共混，使粉料溶解于丙酮中形成澄清均一的PN溶液。

将固含量为30g的PN溶液与32g T700碳纤维单向布制成湿法预浸料，待预浸料仍具有一定铺覆性时向层间区域引入热塑性树脂颗粒增韧剂：粒径为10μm的热塑性聚酰亚胺(PI)颗粒，增韧剂的加入量按照树脂固含量与增韧剂质量比为85:15引入。

预浸料除去溶剂后裁剪成合适大小，按照[0]

依照GB/T 3356-1999裁剪弯曲性能测试试样，尺寸为80mm×12.5mm×2mm，选取32倍跨厚比；依照GB/T 3357-1982裁剪层间剪切强度测试试样，尺寸为20mm×6mm×2mm；以上性能在Instron5567万能力学试验机上进行测试。动态机械分析测试在Netzsch 242c动态力学分析仪上进行，试样尺寸为30mm×8mm×2mm，测试跨距为10mm。测试结果如表5所示。

表5 15％wt PI改性高强高韧邻苯二甲腈基复合材料性能

实施例6

将双酚A型邻苯二甲腈树脂单体与氨基邻苯二甲腈固化剂粉料按照质量比95:5混合后，再将树脂粉料与丙酮以1:4的质量比于70℃条件下加热共混，使粉料溶解于丙酮中形成澄清均一的PN溶液。

将固含量为30g的PN溶液与32g T700碳纤维单向布制成湿法预浸料，待预浸料仍具有一定铺覆性时向层间区域引入热塑性树脂颗粒增韧剂：粒径为30μm的聚醚醚酮(PEEK)颗粒，增韧剂的加入量按照树脂固含量与增韧剂质量比为90:10引入。

预浸料除去溶剂后裁剪成合适大小，按照[0]

依照GB/T 3356-1999裁剪弯曲性能测试试样，尺寸为80mm×12.5mm×2mm，选取32倍跨厚比；依照GB/T 3357-1982裁剪层间剪切强度测试试样，尺寸为20mm×6mm×2mm；以上性能在Instron5567万能力学试验机上进行测试。动态机械分析测试在Netzsch 242c动态力学分析仪上进行，试样尺寸为30mm×8mm×2mm，测试跨距为10mm。测试结果如表6所示。

表6 10wt％PEEK改性高强高韧邻苯二甲腈基复合材料性能

实施例7

将双酚A型邻苯二甲腈树脂单体与氨基邻苯二甲腈固化剂粉料按照质量比95:5混合后，再将树脂粉料与丙酮以1:4的质量比于70℃条件下加热共混，使粉料溶解于丙酮中形成澄清均一的PN溶液。

将固含量为30g的PN溶液与32g T700碳纤维单向布制成湿法预浸料，待预浸料仍具有一定铺覆性时向层间区域引入无机颗粒增韧剂：粒径为3μm的碳化硅(SiC)颗粒，增韧剂的加入量按照树脂固含量与增韧剂质量比为90:10引入。

预浸料除去溶剂后裁剪成合适大小，按照[0]

依照GB/T 3356-1999裁剪弯曲性能测试试样，尺寸为80mm×12.5mm×2mm，选取32倍跨厚比；依照GB/T 3357-1982裁剪层间剪切强度测试试样，尺寸为20mm×6mm×2mm；以上性能在Instron5567万能力学试验机上进行测试。动态机械分析测试在Netzsch 242c动态力学分析仪上进行，试样尺寸为30mm×8mm×2mm，测试跨距为10mm。测试结果如表7所示。

表7 10wt％SiC改性高强高韧邻苯二甲腈基复合材料性能

对比例1

将双酚A型邻苯二甲腈树脂单体与氨基邻苯二甲腈固化剂粉料按照质量比95:5混合后，再将树脂粉料与丙酮以1:4的质量比于70℃条件下加热共混，使粉料溶解于丙酮中形成澄清均一的PN溶液，将固含量为30g的PN溶液与32g T700碳纤维单向布制成湿法预浸料，后续不进行增韧处理。

预浸料除去溶剂后裁剪成合适大小，按照[0]

依照GB/T 3356-1999裁剪弯曲性能测试试样，尺寸为80mm×12.5mm×2mm，选取32倍跨厚比；依照GB/T 3357-1982裁剪层间剪切强度测试试样，尺寸为20mm×6mm×2mm；以上性能在Instron5567万能力学试验机上进行测试。动态机械分析测试在Netzsch 242c动态力学分析仪上进行，试样尺寸为30mm×8mm×2mm，测试跨距为10mm。测试结果如表8所示。

表8未经改性邻苯二甲腈基复合材料性能

对比例2

将双酚A型邻苯二甲腈树脂单体与氨基邻苯二甲腈固化剂粉料按照质量比95:5混合后，再将树脂固含量与增韧剂按照90:10质量比混入粒径为10μm的热塑性聚酰亚胺(PI)颗粒，并于100℃熔融混合后制备干法预浸料。

预浸料除去溶剂后裁剪成合适大小，按照[0]

依照GB/T 3356-1999裁剪弯曲性能测试试样，尺寸为80mm×12.5mm×2mm，选取32倍跨厚比；依照GB/T 3357-1982裁剪层间剪切强度测试试样，尺寸为20mm×6mm×2mm；以上性能在Instron5567万能力学试验机上进行测试。动态机械分析测试在Netzsch 242c动态力学分析仪上进行，试样尺寸为30mm×8mm×2mm，测试跨距为10mm。测试结果如表9所示。

表9共混改性邻苯二甲腈基复合材料性能

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。