1.一种同步增强增韧玻纤树脂基复合材料的制备方法,该制备方法采用以下工艺步骤:
1)制备聚合物/无机复合纺丝溶液;先分别制备重量浓度6-20wt%的聚合物溶液与重量浓度10-50wt%的无机溶胶液,再使用溶胶凝胶方法将聚合物溶液与无机溶胶液混合,无机溶胶液与聚合物溶液的混合比例为1:1-1:2.5,然后在20-70℃温度下高速搅拌5-20h,即得到聚合物/无机复合纺丝溶液;
所述聚合物溶液中的聚合物采用聚乙烯吡咯烷酮、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚己内酯或聚碳酸酯中的一种;所述无机溶胶液中的无机物前驱体采用钛酸正丁酯、正硅酸乙酯、醋酸铜、异丙醇铝、氯氧化锆、醋酸钴、醋酸锌、氯化铁、醋酸镍、乙醇镁、醋酸锰、乙酰丙酮锂或异丙醇锗中的一种;所述聚合物/无机复合纺丝溶液的制备溶剂为蒸馏水、丙酮、乙醇、二甲基乙酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃或甲酸中的一种;
2)制备负载于玻纤织物上的聚合物/无机复合纳米纤维;将玻纤织物固定到金属板上作为收集装置,采用静电纺丝工艺制备负载于玻纤织物上的聚合物/无机复合纳米纤维;
控制复合纳米纤维的厚度为0.05-0.5mm;
所述玻纤织物为玻纤平纹、斜纹或缎纹机织布;玻纤经编、纬编针织物或其轴向、多轴向增强的针织物;或者玻纤二维三向编织物的一种;
3)制备负载无机纳米纤维龟裂片的玻纤预制织物;将负载于玻纤织物上的聚合物/无机复合纳米纤维在水蒸气上熏蒸5-20分钟,水蒸气压力≦2.5MPa,熏蒸后,将玻纤织物置于马弗炉中,经500-1000℃高温煅烧,得到负载无机纳米纤维龟裂片的玻纤预制织物;无机纳米纤维的直径为50-500nm;无机纳米纤维龟裂片的厚度≤0.5mm;
所述无机纳米纤维龟裂片的材料为二氧化钛,二氧化硅,氧化铜,三氧化二铝,氧化锆,四氧化三钴,氧化锌,氧化铁,氧化镍,氧化镁,三氧化二锰,氧化锂或二氧化锗中的一种;
4)制备层合玻纤织物预成型体;重复步骤2)-3),制备设计数量的含有无机纳米纤维片的玻纤预制织物,并将所得设计数量的玻纤预制织物平铺叠层,得到层合玻纤织物预成型体;
5)制备含有无机纳米纤维龟裂片夹心结构的层合玻璃纤维复合材料;将层合玻纤织物预成型体置于所需模具中,使用VARTM工艺方法,制备得到无机纳米纤维龟裂片夹心结构的层合玻纤复合材料。
2.根据权利要求1所述同步增强增韧玻纤树脂基复合材料的制备方法,其特征在于所述静电纺丝工艺为:喷丝头到接收装置之间的距离为10-15cm,直流电压为10-20kV,纺丝溶液喂给速率为0.5-2.0ml/h,环境温度25℃,相对湿度40%的条件下,进行静电纺丝。
3.根据权利要求1所述的同步增强增韧玻纤树脂基复合材料的制备方法,其特征在于所述的VARTM工艺方法是在30℃/2h-150℃/1h-160℃/8h-180℃/3h的固化制度下固化。
4.根据权利要求1所述的同步增强增韧玻纤树脂基复合材料的制备方法,其特征在于所述复合材料中的树脂基体为环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、不饱和聚酯、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂或乙烯基树脂中的一种。