ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料的制备方法。
背景技术
碳纤维不但具有碳材料的固有本征特性，同时具有纺织纤维的柔软可加工性，且具有高比强度、高比模量、耐高温、抗化学腐蚀、耐辐射、耐疲劳、抗蠕变等一系列优异性能，因此可以作为非常重要的结构部件。然而碳纤维表面呈乱层石墨结构，其表面几乎不含有活性官能团，表现出化学惰性和憎液性，碳纤维与树脂基体界面结合性能较差成为其瓶颈所在。采用强氧化法或者高能辐射法会损害碳纤维的固有强度，疏水性纳米材料接枝导致纤维与基体之间的润湿性差，中国专利(申请号为CN201810429653.X)公开了“电化学聚合改性表面处理碳纤维的方法及碳纤维复合材料”，以碳纤维为阳极，石墨板为阴极，在电流作用下碳纤维表面进行处理以改变碳纤维表面状态，但这种方法会对碳纤维的固有强度造成损伤；中国专利(申请号为CN201811544172.X)公开了“一种异氰酸酯表面改性碳纤维-聚丙烯复合材料及其制备方法”，使用聚氨酯或环氧树脂上浆的短切碳纤维，并通过表面接枝的方式在碳纤维表面引入长链烷基，从而提高碳纤维表面与聚丙烯基体的界面结合力，但是在碳纤维表面接枝大分子物质会存在很大的空间位阻效应，不利于后续树脂的浸渍过程。中国专利(申请号为CN201210544213.1)公开了“一种碳纤维的表面处理方法”，通过低温下发射的高能等离子体撞击碳纤维表面，使得碳纤维表层发生一系列物理化学变化，得到大量活化的活性碳原子以提高碳纤维与树脂基体的粘结强度，但这种方法对实验技术要求较高。因此需要提出一种无损接枝改性碳纤维的方法以增强复合材料的界面强度。
发明内容
本发明的目的是提供ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料的制备方法，避免现有处理工艺对碳纤维造成的损失，提高纤维表面活性同时不损伤纤维强度。
本发明所采用的技术方案是，ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，采用丙酮去除碳纤维表面上的污染物；
步骤2，将步骤1所得到的碳纤维浸入硝酸中，进行处理，得到功能化的碳纤维；
步骤3，将六水合硝酸钴溶于醇溶液a中，形成均匀的溶液A，将功能化的碳纤维、2-甲基咪唑溶于醇溶液b中，形成均匀的溶液B，然后在剧烈搅拌的条件下，将溶液A快速加入溶液B中进行水热反应，待反应完成后，依次采用乙醇和甲醇进行离心洗涤，干燥，得到ZIF-67改性碳纤维；
步骤4，将质量比25：8：8的ZIF-67改性碳纤维、芳纶纤维和纸纤维进行充分混合，然后采用抽滤成型工艺制备复合材料预制体；
步骤5，将复合材料预制体浸渍于改性酚醛树脂乙醇溶液中，使其充分均匀的渗入预制体，取出后自然晾干，热压固化，得到ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料。
本发明的特点还在于，
步骤1中，具体为：在油浴条件下，在索氏提取器中分别使用丙酮以及丙酮和水的混合液在超临界状态下对碳纤维进行处理；
当使用丙酮处理时，处理温度为80℃，处理时间为2h；
当使用丙酮和水的混合液处理时，处理温度为110℃，处理时间为30min；丙酮和水的混合液中丙酮和水的体积比为5：1。
步骤2中，处理温度为120℃，处理时间为2h。
步骤3中，醇溶液a和醇溶液b均由体积比为1：1的甲醇和乙醇混合而成；六水合硝酸钴、醇溶液a、功能化的碳纤维、2-甲基咪唑、醇溶液b之间的质量比为1.75-4.37：32：0.1：1.23-1.97：32。
步骤3中，水热反应温度为80-140℃，反应时间为24h；干燥温度为60℃，干燥时间为24h。
步骤5中，热压固化温度为180℃、压力为7MPa，时间为30min。
步骤5中，复合材料预制体和改性酚醛树脂的质量比为35～55：45～65；改性酚醛树脂乙醇溶液由质量比为1：9的改性酚醛树脂粉末和乙醇混合而成。
本发明的有益效果是，
(1)“沸石咪唑酯骨架结构材料”(ZIFs)是多孔晶体材料，由有机咪唑酯交联连接到过渡金属上形成的四面体框架材料，具有很大的孔隙率。一方面将ZIF-67接枝到碳纤维表面可以提高碳纤维表面的粗糙度，通过机械啮合方式提高碳纤维和树脂基体的界面结合强度；另一方面，ZIF-67的大量孔隙结构可以释放复合材料的内应力，避免应力集中现象的产生，同时其有机配体可以进一步参与树脂的固化反应，从而使复合材料的力学性能得到提高，是一种方便、高效的接枝改性方法。
(2)本发明采用抽滤成型工艺制备复合预制体，此种工艺成型速度快，并且有利于均匀分散碳纤维和填料，对于后期制备具有优异性能树脂基湿式复合材料具有特殊作用。
(3)本发明利用ZIF-67对碳纤维表面的惰性环境进行改善，从而使碳纤维和树脂基体的界面强度得到提高。以改性碳纤维为增强纤维制备的树脂基复合材料的拉伸强度可达47.1MPa，剪切强度达到74.6MPa，具有优异的力学性能。
附图说明
图1为本发明改性碳纤维增强复合材料与未处理碳纤维增强复合材料力学性能对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图对本发明进行详细说明。
本发明ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，采用丙酮去除碳纤维表面上的污染物；
具体为：在油浴条件下，在索氏提取器中分别使用丙酮以及丙酮和水的混合液在超临界状态下对碳纤维进行处理；
当使用丙酮处理时，处理温度为80℃，处理时间为2h；
当使用丙酮和水的混合液处理时，处理温度为110℃，处理时间为30min；丙酮和水的混合液中丙酮和水的体积比为5：1；
碳纤维的直径为7-10μm；
步骤2，将步骤1所得到的碳纤维浸入硝酸中，进行处理，得到功能化的碳纤维；
处理温度为120℃，处理时间为2h；
步骤3，将六水合硝酸钴溶于醇溶液a中，形成均匀的溶液A，将功能化的碳纤维、2-甲基咪唑溶于醇溶液b中，形成均匀的溶液B，然后在剧烈搅拌的条件下，将溶液A快速加入溶液B中进行水热反应，待反应完成后，依次采用乙醇和甲醇进行离心洗涤，干燥，得到ZIF-67改性碳纤维；
醇溶液a由体积比为1：1的甲醇和乙醇混合而成；
醇溶液b由体积比为1：1的甲醇和乙醇混合而成；
六水合硝酸钴、醇溶液a、功能化的碳纤维、2-甲基咪唑、醇溶液b之间的质量比为1.75-4.37：32：0.1：1.23-1.97：32；
水热反应温度为80-140℃，反应时间为24h；干燥温度为60℃，干燥时间为24h；
步骤4，将质量比25：8：8的ZIF-67改性碳纤维、芳纶纤维和纸纤维进行充分混合，然后采用抽滤成型工艺制备复合材料预制体；
抽滤成型工艺具为：将混合均匀的改性碳纤维、芳纶纤维和纸纤维的混合液体置于抽滤装置中，利用机械泵装置除去其水分，得到复合材料预制体；
芳纶纤维的直径为8-15μm；
纸纤维的直径为10-20μm；
步骤5，将复合材料预制体浸渍于改性酚醛树脂乙醇溶液中，使其充分均匀的渗入预制体，取出后自然晾干，热压固化，得到ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料。
热压固化温度为180℃、压力为7MPa，时间为30min；
复合材料预制体和改性酚醛树脂的质量比为35～55：45～65；
浸渍时间为5min，浸渍温度为室温；
改性酚醛树脂乙醇溶液由质量比为1：9的改性酚醛树脂粉末和乙醇混合而成；
改性酚醛树脂为丁腈改性酚醛树脂或者腰果壳改性酚醛树脂；
本发明利用ZIF-67无损改性碳纤维和树脂之间界面结合强度，通过在水热条件下将ZIF-67接枝在碳纤维上，以改善碳纤维表面的惰性光滑环境从而提高复合材料的力学性能。此方法工艺简单，材料制备成本较低，因此在碳纤维改性复合材料领域具有广泛的应用前景。该方法制备的ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料，其复合材料的拉伸强度为38.2-47.1MPa，剪切强度为67.4-74.6MPa。
实施例1
本发明ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，采用丙酮去除碳纤维表面上的污染物；
具体为：在油浴条件下，在索氏提取器中分别使用丙酮以及丙酮和水的混合液在超临界状态下对碳纤维进行处理；
当使用丙酮处理时，处理温度为80℃，处理时间为2h；
当使用丙酮和水的混合液处理时，处理温度为110℃，处理时间为30min；丙酮和水的混合液中丙酮和水的体积比为5：1；
碳纤维的直径为7-10μm；
步骤2，将步骤1所得到的碳纤维浸入硝酸中，进行处理，得到功能化的碳纤维；
处理温度为120℃，处理时间为2h；
步骤3，将0.006mol六水合硝酸钴溶于20mL甲醇和20mL乙醇形成均匀溶液A，同样将0.1g碳纤维加入0.024mol 2-甲基咪唑溶于20mL甲醇和20mL乙醇形成的混合溶液B。然后在剧烈搅拌的条件下，将溶液A快速加入B中在120℃条件下进行24h水热反应，反应完成后用乙醇和甲醇分别清洗3次，在60℃的烘箱内干燥24h得到ZIF-67改性碳纤维；
步骤4，将0.75g的ZIF-67改性碳纤维、0.24g的芳纶纤维和0.24g的纸纤维，采用湿法打浆将其混合均匀后，通过抽滤成型工艺，得到复合材料预制体；称量晾干后将其质量记为W1；
步骤5，将复合材料预制体浸渍于改性酚醛树脂乙醇溶液中，使其充分均匀的渗入预制体，取出后自然晾干，得到含酚醛树脂的复合材料原纸，称量含改性酚醛树脂的复合材料原纸的质量，记为W2；计算含改性酚醛树脂的复合材料原纸的质量与晾干后的复合材料预制体的质量之差ΔW(ΔW＝W2－W1)，得出晾干后的复合材料预制体浸入了1.28g(即ΔW＝1.28g)的改性酚醛树脂。然后将含改性酚醛树脂的复合材料原纸在热压温度180℃、压力7MPa的条件下，热压30min，获得ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料。其拉伸强度和剪切强度分别为47.1MPa和74.6MPa。
改性酚醛树脂乙醇溶液由质量比为1：9的改性酚醛树脂粉末和乙醇混合而成。
实施例2
本发明ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，采用丙酮去除碳纤维表面上的污染物；
具体为：在油浴条件下，在索氏提取器中分别使用丙酮以及丙酮和水的混合液在超临界状态下对碳纤维进行处理；
当使用丙酮处理时，处理温度为80℃，处理时间为2h；
当使用丙酮和水的混合液处理时，处理温度为110℃，处理时间为30min；丙酮和水的混合液中丙酮和水的体积比为5：1；
碳纤维的直径为7-10μm；
步骤2，将步骤1所得到的碳纤维浸入硝酸中，进行处理，得到功能化的碳纤维；
处理温度为120℃，处理时间为2h；
步骤3，将0.0075mol六水合硝酸钴溶于20mL甲醇和20mL乙醇形成均匀溶液A，同样将0.1g碳纤维加入0.0225mol 2-甲基咪唑溶于20mL甲醇和20mL乙醇形成的混合溶液B。然后在剧烈搅拌的条件下，将溶液A快速加入B中在120℃条件下进行24h水热反应，反应完成后用乙醇和甲醇分别清洗3次，在60℃的烘箱内干燥24h得到ZIF-67改性碳纤维。
步骤4，分别称取改性后的碳纤维0.75g，芳纶纤维0.24g，纸纤维0.24g，采用湿法打浆将其混合均匀后，通过抽滤成型工艺，得到复合材料预制体。称量晾干后将其质量记为W1；
步骤5，将复合材料预制体浸渍于质量浓度为10％改性酚醛树脂乙醇溶液中5min，使树脂充分并且均匀的渗入预制体后，自然晾干得到含酚醛树脂的复合材料原纸，称量含改性酚醛树脂的复合材料原纸的质量，记为W2；计算含改性酚醛树脂的复合材料原纸的质量与晾干后的复合材料预制体的质量之差ΔW(ΔW＝W2－W1)，得出晾干后的复合材料预制体浸入了1.26g(即ΔW＝1.26g)的改性酚醛树脂。然后将含改性酚醛树脂的复合材料原纸在热压温度180℃、压力7MPa的条件下，热压30min，获得ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料。其拉伸强度和剪切强度分别为44.7MPa和71.8MPa。
实施例3
本发明ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，采用丙酮去除碳纤维表面上的污染物；
具体为：在油浴条件下，在索氏提取器中分别使用丙酮以及丙酮和水的混合液在超临界状态下对碳纤维进行处理；
当使用丙酮处理时，处理温度为80℃，处理时间为2h；
当使用丙酮和水的混合液处理时，处理温度为110℃，处理时间为30min；丙酮和水的混合液中丙酮和水的体积比为5：1；
碳纤维的直径为7-10μm；
步骤2，将步骤1所得到的碳纤维浸入硝酸中，进行处理，得到功能化的碳纤维；
步骤3，将0.01mol六水合硝酸钴溶于20mL甲醇和20mL乙醇形成均匀溶液A，同样将0.1g碳纤维加入0.02mol 2-甲基咪唑溶于20mL甲醇和20mL乙醇形成的混合溶液B。然后在剧烈搅拌的条件下，将溶液A快速加入B中在120℃条件下进行24h水热反应，反应完成后用乙醇和甲醇分别清洗3次，在60℃的烘箱内干燥24h得到ZIF-67改性碳纤维。
步骤4，分别称取改性后的碳纤维0.75g，芳纶纤维0.24g，纸纤维0.24g，采用湿法打浆将其混合均匀后，通过抽滤成型工艺，得到复合材料预制体。称量晾干后将其质量记为W1；
步骤5，将复合材料预制体浸渍于质量浓度为10％改性酚醛树脂乙醇溶液中5min，使树脂充分并且均匀的渗入预制体后，自然晾干得到含酚醛树脂的复合材料原纸，称量含改性酚醛树脂的复合材料原纸的质量，记为W2；计算含改性酚醛树脂的复合材料原纸的质量与晾干后的复合材料预制体的质量之差ΔW(ΔW＝W2－W1)，得出晾干后的复合材料预制体浸入了1.31g(即ΔW＝1.31g)的改性酚醛树脂。然后将含改性酚醛树脂的复合材料原纸在热压温度180℃、压力7MPa的条件下，热压30min，获得ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料。其拉伸强度和剪切强度分别为42.2MPa和71.3MPa。
实施例4
本发明ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，采用丙酮去除碳纤维表面上的污染物；
具体为：在油浴条件下，在索氏提取器中分别使用丙酮以及丙酮和水的混合液在超临界状态下对碳纤维进行处理；
当使用丙酮处理时，处理温度为80℃，处理时间为2h；
当使用丙酮和水的混合液处理时，处理温度为110℃，处理时间为30min；丙酮和水的混合液中丙酮和水的体积比为5：1；
步骤2，将步骤1所得到的碳纤维浸入硝酸中，进行处理，得到功能化的碳纤维；处理温度为120℃，处理时间为2h；
步骤3，将0.015mol六水合硝酸钴溶于20mL甲醇和20mL乙醇形成均匀溶液A，同样将0.1g碳纤维加入0.015mol 2-甲基咪唑溶于20mL甲醇和20mL乙醇形成的混合溶液B。然后在剧烈搅拌的条件下，将溶液A快速加入B中在120℃条件下进行24h水热反应，反应完成后用乙醇和甲醇分别清洗3次，在60℃的烘箱内干燥24h得到ZIF-67改性碳纤维。
步骤,4，分别称取改性后的碳纤维0.75g，芳纶纤维0.24g，纸纤维0.24g，采用湿法打浆将其混合均匀后，通过抽滤成型工艺，得到复合材料预制体。称量晾干后将其质量记为W1；
步骤5，将复合材料预制体浸渍于质量浓度为10％改性酚醛树脂乙醇溶液中5min，使树脂充分并且均匀的渗入预制体后，自然晾干得到含酚醛树脂的复合材料原纸，称量含改性酚醛树脂的复合材料原纸的质量，记为W2；计算含改性酚醛树脂的复合材料原纸的质量与晾干后的复合材料预制体的质量之差ΔW(ΔW＝W2－W1)，得出晾干后的复合材料预制体浸入了1.18g(即ΔW＝1.18g)的改性酚醛树脂。然后将含改性酚醛树脂的复合材料原纸在热压温度180℃、压力7MPa的条件下，热压30min，获得所述ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料。其拉伸强度和剪切强度分别为40.6MPa和68.3MPa。
实施例5
本发明ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，采用丙酮去除碳纤维表面上的污染物；
具体为：在油浴条件下，在索氏提取器中分别使用丙酮以及丙酮和水的混合液在超临界状态下对碳纤维进行处理；
当使用丙酮处理时，处理温度为80℃，处理时间为2h；
当使用丙酮和水的混合液处理时，处理温度为110℃，处理时间为30min；丙酮和水的混合液中丙酮和水的体积比为5：1；
碳纤维的直径为7-10μm；
步骤2，将步骤1所得到的碳纤维浸入硝酸中，进行处理，得到功能化的碳纤维；
处理温度为120℃，处理时间为2h；
步骤3，将0.006mol六水合硝酸钴溶于20mL甲醇和20mL乙醇形成均匀溶液A，同样将0.1g碳纤维加入0.024mol 2-甲基咪唑溶于20mL甲醇和20mL乙醇形成的混合溶液B。然后在剧烈搅拌的条件下，将溶液A快速加入B中在80℃条件下进行24h水热反应，反应完成后用乙醇和甲醇分别清洗3次，在60℃的烘箱内干燥24h得到ZIF-67改性碳纤维。
步骤4，分别称取改性后的碳纤维0.75g，芳纶纤维0.24g，纸纤维0.24g，采用湿法打浆将其混合均匀后，通过抽滤成型工艺，得到复合材料预制体。称量晾干后将其质量记为W1；
步骤5，将复合材料预制体浸渍于质量浓度为10％改性酚醛树脂乙醇溶液中5min，使树脂充分并且均匀的渗入预制体后，自然晾干得到含酚醛树脂的复合材料原纸，称量含改性酚醛树脂的复合材料原纸的质量，记为W2；计算含改性酚醛树脂的复合材料原纸的质量与晾干后的复合材料预制体的质量之差ΔW(ΔW＝W2－W1)，得出晾干后的复合材料预制体浸入了1.14g(即ΔW＝1.14g)的改性酚醛树脂。然后将含改性酚醛树脂的复合材料原纸在热压温度180℃、压力7MPa的条件下，热压30min，获得所述ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料。其拉伸强度和剪切强度分别为38.2MPa和67.4MPa。
实施例6
本发明ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，采用丙酮去除碳纤维表面上的污染物；
具体为：在油浴条件下，在索氏提取器中分别使用丙酮以及丙酮和水的混合液在超临界状态下对碳纤维进行处理；
当使用丙酮处理时，处理温度为80℃，处理时间为2h；
当使用丙酮和水的混合液处理时，处理温度为110℃，处理时间为30min；丙酮和水的混合液中丙酮和水的体积比为5：1；
碳纤维的直径为7-10μm；
步骤2，将步骤1所得到的碳纤维浸入硝酸中，进行处理，得到功能化的碳纤维；
处理温度为120℃，处理时间为2h；
步骤3，将0.006mol六水合硝酸钴溶于20mL甲醇和20mL乙醇形成均匀溶液A，同样将0.1g碳纤维加入0.024mol 2-甲基咪唑溶于20mL甲醇和20mL乙醇形成的混合溶液B。然后在剧烈搅拌的条件下，将溶液A快速加入B中在100℃条件下进行24h水热反应，反应完成后用乙醇和甲醇分别清洗3次，在60℃的烘箱内干燥24h得到ZIF-67改性碳纤维。
步骤4，分别称取改性后的碳纤维0.75g，芳纶纤维0.24g，纸纤维0.24g，采用湿法打浆将其混合均匀后，通过抽滤成型工艺，得到复合材料预制体。称量晾干后将其质量记为W1；
步骤5，将复合材料预制体浸渍于质量浓度为10％改性酚醛树脂乙醇溶液中5min，使树脂充分并且均匀的渗入预制体后，自然晾干得到含酚醛树脂的复合材料原纸，称量含改性酚醛树脂的复合材料原纸的质量，记为W2；计算含改性酚醛树脂的复合材料原纸的质量与晾干后的复合材料预制体的质量之差ΔW(ΔW＝W2－W1)，得出晾干后的复合材料预制体浸入了1.36g(即ΔW＝1.36g)的改性酚醛树脂。然后将含改性酚醛树脂的复合材料原纸在热压温度180℃、压力7MPa的条件下，热压30min，获得所述ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料。其拉伸强度和剪切强度分别为39.4MPa和69.1MPa。
实施例7
本发明ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，采用丙酮去除碳纤维表面上的污染物；
具体为：在油浴条件下，在索氏提取器中分别使用丙酮以及丙酮和水的混合液在超临界状态下对碳纤维进行处理；
当使用丙酮处理时，处理温度为80℃，处理时间为2h；
当使用丙酮和水的混合液处理时，处理温度为110℃，处理时间为30min；丙酮和水的混合液中丙酮和水的体积比为5：1；
碳纤维的直径为7-10μm；
步骤2，将步骤1所得到的碳纤维浸入硝酸中，进行处理，得到功能化的碳纤维；
处理温度为120℃，处理时间为2h；
步骤3，将0.006mol六水合硝酸钴溶于20mL甲醇和20mL乙醇形成均匀溶液A，同样将0.1g碳纤维加入0.024mol 2-甲基咪唑溶于20mL甲醇和20mL乙醇形成的混合溶液B。然后在剧烈搅拌的条件下，将溶液A快速加入B中在140℃条件下进行24h水热反应，反应完成后用乙醇和甲醇分别清洗3次，在60℃的烘箱内干燥24h得到ZIF-67改性碳纤维。
步骤4，分别称取改性后的碳纤维0.75g，芳纶纤维0.24g，纸纤维0.24g，采用湿法打浆将其混合均匀后，通过抽滤成型工艺，得到复合材料预制体。称量晾干后将其质量记为W1；
步骤5，将复合材料预制体浸渍于质量浓度为10％改性酚醛树脂乙醇溶液中5min，使树脂充分并且均匀的渗入预制体后，自然晾干得到含酚醛树脂的复合材料原纸，称量含改性酚醛树脂的复合材料原纸的质量，记为W2；计算含改性酚醛树脂的复合材料原纸的质量与晾干后的复合材料预制体的质量之差ΔW(ΔW＝W2－W1)，得出晾干后的复合材料预制体浸入了1.41g(即ΔW＝1.41g)的改性酚醛树脂。然后将含改性酚醛树脂的复合材料原纸在热压温度180℃、压力7MPa的条件下，热压30min，获得所述ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料。其拉伸强度和剪切强度分别为42.9MPa和73.8MPa。
通过拉伸强度和三点弯曲强度对复合材料力学性能进行表征，结果如图1所示，CFRP-1为未处理碳纤维增强复合材料，其样品拉伸强度为19.7MPa，弯曲强度为46.8MPa，CFRP-2为本发明方法制备的改性碳纤维增强复合材料，其样品拉伸和弯曲强度为38.2MPa和74.6MPa。通过接枝ZIF-67前后样品力学性能的对比发现，和原始样品相比，经溶剂热生长后的ZIF-67/碳纤维增强复合材料的拉伸和弯曲强度分别提高93.9％和59.4％。结果表明，ZIF-67的有机-无机杂化和孔洞结构能显著提高复合材料力学性能。
