本發明涉及一種高阻尼聚酰亞胺纖維增強復合材料的制備方法，屬于高分子材料領域。
背景技術：
高阻尼復合材料是一種兼具良好阻尼性能和一定力學性能的纖維增強樹脂復合材料，主要通過樹脂基體的阻尼改性、纖維表面的阻尼涂層、纖維鋪層設計等手段來實現材料的結構功能一體化。國外公開了一種阻尼復合材料，通過阻尼改性樹脂的應用來提高復合材料的阻尼性能，其樹脂基體采用亞二甲苯基二胺和α末位直鏈脂肪族二元酯合成，簡稱“MX尼龍”，增強材料采用玻璃纖維。采用上述方法制作的阻尼復合材料具有比較好的阻尼性能，但是力學性能下降非常嚴重，無法作為結構材料使用。國內有學者采用羧基丁腈橡膠改性環氧來提高復合材料阻尼性能，加入18wt％的羧基丁腈橡膠，復合材料阻尼性能(損耗因子)增加一倍，但強度受到較大損失。在增強纖維表面涂覆阻尼涂層，利用高阻尼界面過渡層的大剪切變形耗散振動能量，能顯著提高復合材料的阻尼性能。武漢工業大學聞荻江等人采用具有柔性鏈段的鈦酸酯處理的玻璃纖維制備的復合材料與普通處理液處理的復合材料相比阻尼性能有大幅提高。采用這種提高復合材料阻尼性能途徑的不足之處在于：復合材料在阻尼性能提高的同時，其力學性能，尤其是層間剪切強度和彎曲模量下降顯著。
技術實現要素：
針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種高阻尼聚酰亞胺纖維增強復合材料的制備方法。一種高阻尼聚酰亞胺纖維增強復合材料的制備方法，所述材料包括如下質量百分比的組份：天然橡膠77.0％-91.4％，硫化劑1.8％-1.9％，阻尼劑0％-1.9％，防老劑2％-3％，聚酰亞胺纖維1.8％-19％；具體的制備方法包括以下步驟：1）將硫化劑加入到天然橡膠內，再加入阻尼劑、防老劑，在約40-100℃下混煉。2）出片后在約140-170℃下硫化10-30min，在10-40min內升溫到150-200℃，保溫1-4h后再自然冷卻到室溫；3）將步驟（2）得到的物料加入雙螺桿擠出機，同時在喂料口加入聚酰亞胺纖維，在溫度為180-240℃下熔融擠出得到高阻尼聚酰亞胺纖維增強膠料，雙螺桿長徑比為36-56，主機轉速為100-600rmp；4）將步驟（3）得到的膠料放入模具中成型，最終得到高阻尼聚酰亞胺纖維增強復合材料；優選的，所述的聚酰亞胺纖維以4,4-二氨基二苯醚和PMDA為原料，通過溶液縮聚而成，再經過脫單、脫泡、濕法紡絲、熱酰亞胺化處理，得到聚酰亞胺纖維，其拉伸強度為1000-2500MPa，拉伸模量為100-150GPa。進一步的，所述的硫化劑為雙叔丁基過氧化異丙基苯、過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酰、2，4-二氯過氧化苯甲酰中的一種或兩種以上。進一步的，所述的防老劑為N-異丙基-N’-苯基對苯二胺、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉中的一種或兩種。進一步的，所述的阻尼劑為石墨片、丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯中的任意一種或兩種以上。本發明的有益效果：聚酰亞胺纖維是一種高性能特種纖維，抗張強度可以和玻璃纖維、芳綸甚至碳纖維媲美。本發明采用聚酰亞胺纖維增強的高阻尼橡膠復合材料，克服了采用樹脂阻尼改性所帶來的阻尼復合材料力學性能下降顯著的缺點，在保留普通纖維增強復合材料力學性能的基礎上，材料的阻尼損耗因子達到0.05以上，材料的阻尼比達到16%以上。不僅可使制品的抗張強度、熱變形溫度大幅提高，同時其沖擊性能也得到極大改善，低溫下尤其明顯。并且本復合材料所用原材料的性價比高，拓寬了結構型高阻尼纖維增強復合材料的應用領域。具體實施方式實施例11）將2%玻璃纖維、1.9%石墨片加入到91.3%天然橡膠內，再加入3％6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉，在40℃下混煉。2）出片后，將1.8％過氧化二異丙苯加入到共混物當中混煉均勻，溫度為120℃。3）加入雙螺桿擠出機熔融擠出，溫度為95℃，雙螺桿長徑比為56，主機轉速為600rmp；4）將膠料放入模具中成型，溫度為110℃。實施例21）將1.9%石墨片加入到91.3%天然橡膠內，再加入3％6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉，在40℃下混煉。2）出片后，將1.8％過氧化二異丙苯加入到共混物當中混煉均勻，溫度為120℃。3）將步驟2）得到的物料加入雙螺桿擠出機，同時加入2%聚酰亞胺纖維，溫度為95℃下熔融擠出，雙螺桿長徑比為56，主機轉速為600rmp；4）將膠料放入模具中成型，溫度為110℃。實施例31）將0.9%石墨片加入到91.2%天然橡膠內，再加入3％N-異丙基-N’-苯基對苯二胺，在40℃下混煉。2）出片后，將1.9％雙叔丁基過氧化異丙基苯加入到共混物當中混煉均勻，溫度為120℃。3）將步驟2）得到的物料加入雙螺桿擠出機，同時加入3%聚酰亞胺纖維，溫度為95℃下熔融擠出，雙螺桿長徑比為56，主機轉速為600rmp；4）將膠料放入模具中成型，溫度為140℃。實施例41）將0.9%石墨片加入到90.2％天然橡膠內，再加入3％N-異丙基-N’-苯基對苯二胺，在40℃下混煉。2）出片后，將1.9％雙叔丁基過氧化異丙基苯加入到共混物當中混煉均勻，溫度為120℃。3）將步驟2）得到的物料加入雙螺桿擠出機，同時加入4%聚酰亞胺纖維，溫度為95℃下熔融擠出，雙螺桿長徑比為56，主機轉速為600rmp；4）將膠料放入模具中成型，溫度為140℃。實施例51）將0.9%石墨片加入到89.2％天然橡膠內，再加入3％N-異丙基-N’-苯基對苯二胺，在40℃下混煉。2）出片后，將1.9％雙叔丁基過氧化異丙基苯加入到共混物當中混煉均勻，溫度為120℃。3）將步驟2）得到的物料加入雙螺桿擠出機，同時加入5%聚酰亞胺纖維，溫度為95℃下熔融擠出，雙螺桿長徑比為56，主機轉速為600rmp；4）將膠料放入模具中成型，溫度為140℃。對于以上實施例1～5中得到的玻璃纖維復合材料與聚酰亞胺復合材料，其性能檢測結果見表1。表1實施例1-5的性能檢測結果的對比性能單位實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5拉伸強度MPa371421452471498斷裂伸長率%34.55.15.65.9彎曲模量GPa2.152.362.392.412.48彎曲強度MPa320329341347356阻尼比%1316181920可見，本發明提供的聚酰亞胺復合材料比現有的玻璃纖維復合材料具有較高的強度、韌性和阻尼比。