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CN111805935B - 纤维复合结构 - Google Patents

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CN111805935B
CN111805935B CN202010269288.8A CN202010269288A CN111805935B CN 111805935 B CN111805935 B CN 111805935B CN 202010269288 A CN202010269288 A CN 202010269288A CN 111805935 B CN111805935 B CN 111805935B
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Abstract

本发明公开一种纤维复合结构，包括多个纤维预浸料层以及至少一个复合树脂层。纤维预浸料层包括第一树脂和用第一树脂浸渍的多根纤维，复合树脂层包括多根多层纳米碳管及第二树脂，且设置在二纤维预浸料层之间，并与纤维预浸料层共同围绕形成一中空管体，其中复合树脂层与纤维预浸料层的层数比例为1:4至1:7，且每一复合树脂层包覆相邻的纤维预浸料层面积的40％至60％。

Description

纤维复合结构
技术领域
本发明涉及一种纤维复合结构，尤其是涉及一种具有制振特性的纤维复合结构。
背景技术
由于高分子纤维复合材料相关产品配合人类在轻量化、高强度及高设计自由度等要求下，结合各种功能特性及用途于轻量化的各种结构物用品中已是现今必然的发展趋势。而复合材料产品朝轻薄短小发展，结构设计以高强度为重点，而物性强度越高的材料常会伴随脆性增加，所以当材料受力后会因脆性而断裂，为解决这一问题则必须改善材料的阻尼特性，以增加吸收受力后的制振效果。
运输用机械手臂在高速移动或旋转时会产生位移、变形与震动，高分子纤维复合材料制成的机械手臂因运动而产生形变的振幅摆动至停止的时间若过长，则需待较长的时间至摆动静止或振幅降低至可接受的程度，方得再进行下一动作，如此势必使产能受到影响，所以必须缩短振动的衰减时间，其产能才不致于降低。
已有文献指出纤维复合材料具有制振效果，但仍有制振缩减比例不足、硬度特性不佳及原料成本高的问题待解决。
发明内容
本发明提供一种纤维复合结构，包括：多个纤维预浸料层，包括第一树脂和用第一树脂浸渍的多根纤维；以及包括多根多层纳米碳管及第二树脂的至少一个复合树脂层，设置在两个纤维预浸料层之间，并与多个纤维预浸料层共同围绕形成中空管体，其中，复合树脂层与纤维预浸料层的层数比例为1:4至1:7，且每一复合树脂层包覆相邻的纤维预浸料层面积的40％至60％。
附图说明
图1为本发明一实施例的纤维复合结构围绕前的截面图；
图2为本发明一实施例的纤维复合结构的截面图；
图3为本发明一实施例的纤维复合结构制备方法的示意图；
图4为本发明另一实施例的纤维复合结构制备方法的示意图；
图5a及图5b分别为本发明再一实施例的纤维复合结构制备方法的俯视图和侧视图；
图6a至图6f分别为本发明实施例1至实施例5与比较例3的纤维复合结构的截面示意图；以及
图7为本发明实施例3的纤维复合结构的局部扫描电子显微镜(SEM)图。
符号说明
100 纤维复合结构
101 纤维预浸料层
101a 第一端
101b 第二端
102 复合树脂层
102a 条状结构
200 中空管体
C1、C2、C3、C4 管周长(层数区域)
D 卷曲方向
L 条状结构的长度
L1、L2 纤维预浸料层的长度
W 条状结构的宽度
W1、W2 纤维预浸料层的宽度
S 间距
θ、θ’ 条状结构的长度方向与卷曲方向
D 的夹角。
具体实施方式
以下的具体实施例用以说明本发明的公开内容，在阅读本说明书的公开内容以后，本技术领域技术人员能轻易地理解其优点及功效。
需知，本说明书所附的附图所绘示的结构、比例、尺寸等，仅为配合说明书所描述的内容，以便本技术领域技术人员得以理解及阅读，而非意图将本发明限制于特定条件中，故不具有技术上的实质意义。任何结构的修改、比例关系的改变，或尺寸的调整，在不影响本说明书所能产生的功效及所能达成的目的下，均应包含在本说明书所公开的范围内。在无实质变更技术内容的情况下，其相对关系的改变或调整，也当被视为本发明可实施的范畴内。
在本发明的纤维复合结构中，当复合树脂层与纤维预浸料层具有特定层数比例时，可大幅提升制振效果并维持材料硬度特性。此外，本发明的复合树脂层只需部分包覆纤维预浸料层就能达到相似或更好的制振效果，同时可减少40％至60％的使用面积，并具有相似或更好的机械强度，使得本发明的纤维复合结构在各类产品上有更大的应用空间与产品竞争力。
图1及图2分别为本发明一实施例的纤维复合结构围绕前后的截面图。如图所示，本发明提供一种纤维复合结构100，包括多个纤维预浸料层101以及至少一个复合树脂层102。每一纤维预浸料层101包括第一树脂和用第一树脂浸渍的多根纤维，每一复合树脂层102包括多根多层纳米碳管及第二树脂，且设置在两个纤维预浸料层101之间，并与所有纤维预浸料层101共同围绕形成中空管体200，其中复合树脂层102与纤维预浸料层101的层数比例为1:4至1:7，且每一复合树脂层102包覆相邻的纤维预浸料层101面积的40％至60％。在图示中，复合树脂层102与纤维预浸料层101的层数比例以1:4为例，中空管体200总共有五层结构，其中复合树脂层102设置在第三层，其余为纤维预浸料层101。在其他实施例中，复合树脂层102与纤维预浸料层101的层数比例可为1:5、2:11、1:6、2:13或1:7，且复合树脂层102可设置于任一层，但本发明不以此为限。在本实施例中，将具有特定层数比例的纤维复合结构100围绕形成中空管体200，图2为围绕一圈的实施方案，实际上可依需求围绕成多圏形成中空管体200，但本发明不以此为限。
本发明所提及“共同围绕形成中空管体”是指纤维预浸料层101与复合树脂层102彼此堆叠形成中空管体200的多层结构壳体。本发明所提及“层数比例”是指以纤维预浸料层101或复合树脂层102围绕一圈作为一层计算，在中空管体200上的纤维预浸料层101与复合树脂层102的总层数比例。
在本发明中，当复合树脂层102与纤维预浸料层101的层数比例为1:4至1:7时，可大幅提升制振效果，同时维持材料硬度特性，可参考美国专利申请号16/129,931以及美国专利公开号20140154456A1，其全文都视为本说明书的一部分。在一个实施例中，中空管体200的总层数至少有五层，当总层数不超过八层时，会有一至二层复合树脂层102；当总层数超过八层时，在彼此相邻的五至八层中会有至少一层复合树脂层102，可以固定或不同层位置设置，例如：复合树脂层102设置在固定第二层或随机任一层。在其他实施例中，也可以不同层数组合堆叠搭配，例如：一开始以五个层数堆叠(复合树脂层102设置在第二层)，后面以八个层数堆叠(复合树脂层102设置在第四层或第六层)，最后复合树脂层102与纤维预浸料层101的层数比例(2：11)也会落在本发明范围内，但本发明不以此为限。一般而言，中空管体200的复合树脂层102与纤维预浸料层101的层数比例会落在1:4至1:7的范围，但如果中空管体200的总层数并非是五至八之间整数的加总、倍数或倍数加总时，可能会多出一些层数(复合树脂层102或纤维预浸料层101)，因此，只要九成以上的总层数依本发明层数比例排列，且不影响原有中空管体(依本发明层数比例的部分)的整体制振效果及结构刚性(效能影响5％内)，也应属于本发明范畴。
如图1至图3所示，每一复合树脂层102包括多个条状结构102a，而这些条状结构102a的面积总和占相邻的纤维预浸料层101面积的40％至60％。在本发明中，每一条状结构102a具有长度L及宽度W，彼此可为相同或不同。在一个实施例中，每一复合树脂层102具有二至八个条状结构102a，但本发明不以此为限。在一个实施例中，每一条状结构102a的宽度W为中空管体200的管周长的10％至30％，而每一条状结构102a的长度L大于或等于中空管体200的长度，其中每一条状结构102a沿着中空管体200本身由中空管体200的一开口端连接至相对的另一开口端。在一个实施例中，每一条状结构102a的长度延伸方向与中空管体200的中心轴方向具有0度至45度的夹角，例如：0度、5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度或45度。
本发明所提及“管周长”是指复合树脂层102或纤维预浸料层101围绕一圈的距离作为中空管体200中当层的管周长，其会依设置的层数位置而改变其距离，例如：当复合树脂层102的位置设置越外层时，该层的管周长就会越大。本发明所提及“长度延伸方向”是指条状结构102a在中空管体200上往长度方向(L)的切线方向或延伸方向。
在本发明中，相邻的两个条状结构102a之间具有间距S，可为相同或不同。在一个实施例中，这些条状结构102a之间可为等分排列、对称排列或不规则排列，在多个条状结构于中空管体的截面图中，这些条状结构102a可呈现对称辐射分布、间隔交错分布或不规则分布，但本发明不以此为限。在一个实施例中，这些条状结构102a的宽度W与间距S相同，彼此呈等分排列，例如：条状结构102a的宽度W与间距S都为1/4、1/6、1/8或1/10的管周长，多个条状结构于中空管体的截面图中可呈现一对称辐射分布或间隔交错分布。在其他实施例中，这些条状结构102a的宽度W与间距S可部分相同或均不同，彼此呈等分排列或不规则排列，但本发明不以此为限。
在一个实施例中，每一复合树脂层102由彼此间隔排列的多个条状结构102a所组成，其中间距S可以相同或不同。在其他实施例中，每一复合树脂层102除了包括条状结构外，还可包括其他图案结构，例如：圆形、椭圆形、三角或多角形等，其中这些条状结构102a及其他图案结构的面积总和占相邻的纤维预浸料层101面积的40％至60％。相较于整层设置的复合树脂层，本发明的复合树脂层102仅需部分设置即可达到相似或更好的制振效果，同时兼具相似或更好的刚性结构以及节省用料成本的优势。
在本发明中，纤维预浸料层101的多根纤维经第一树脂浸渍，其中多根纤维的材质包括碳纤维、玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维(例如：特威隆(Twaron)或凯夫拉(Kevlar))、硼纤维、尼龙纤维、特多龙纤维、棉纤维、羊毛纤维、钢纤维、铝纤维、陶瓷须丝(CeramicsWhisker)纤维或其组合；复合树脂层102经多根多层纳米碳管及第二树脂混成，其中第一树脂与第二树脂可相同或不同，且可包括热塑性树脂、热固性树脂或其组合。在一个实施例中，热塑性可举例包括聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、尼龙(Nylon)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide，PPS)或聚醚醚酮(polyetheretherketone，PEEK)；热固性树脂可举例包括环氧树脂(Epoxy)。
通常，纤维预浸料层101的制备方法包括手工层压、喷布、层压、连续层压、树脂转注成型、缠绕成型、片状模造(SMC)、块状模造(BMC)、预浸成型、压力釜成型等。此外，每一纤维预浸料层101可调整其内部多根纤维的排列角度，以达成所欲的机械或物理特性。
在本发明中，复合树脂层102经多根多层纳米碳管及第二树脂混成，其中多根多层纳米碳管的表面具有胺基、羧基、羟基或酰氯基的反应性官能团。据信，当外力使第二树脂与多根多层纳米碳管管壁间产生相对位移(滑动)时，其位移差值与界面间剪力的积分等于所产生的能量损耗，即可产生减振效果。相较于单层纳米碳管，多层纳米碳管的多层管壁能够提供更多微滑动现象，累积的阻尼特性可快速地被放大，更能有效抑制振动。此外，经改质后的多根多层纳米碳管与第二树脂有更好的相容性，其中改质的方法可参考J.Mater.Chem.,2011,21,7337-7342所公开的方法。
在一个实施例中，多根多层纳米碳管的比表面积为100m2/g至300m2/g，更具体地，多根多层纳米碳管的比表面积可为100m2/g、110m2/g、120m2/g、130m2/g、140m2/g、150m2/g、160m2/g、170m2/g、180m2/g、190m2/g、200m2/g、210m2/g、220m2/g、230m2/g、240m2/g、250m2/g、260m2/g、270m2/g、280m2/g、290m2/g或300m2/g，使得多根多层纳米碳管与第二树脂有较佳混合效果，且每一复合树脂层102中的多根多层纳米碳管的含量为0.5wt％至8wt％，更具体地，多根多层纳米碳管的含量可为0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％或8wt％。相对地，在每一复合树脂层102中的第二树脂的含量为92wt％至99.5wt％，更具体地，第二树脂的含量可为92wt％、93wt％、94wt％、95wt％、96wt％、97wt％、98wt％、99wt％或99.5wt％。
在一个实施例中，纤维预浸料层101的厚度可为50μm至200μm，例如：50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm或200μm。复合树脂层102的厚度可为5μm至200μm，此处的厚度可依所制备的构件刚性强度需求作调整例如：5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm或200μm。
根据本发明的方法，纤维复合结构100(中空管体200)经加热而塑形，在加热过程中，多根多层纳米碳管的反应性官能团与第一树脂及第二树脂键结而硬化定型。
图3为本发明一实施例的纤维复合结构制备方法的示意图。如图所示，本发明提供一种纤维复合结构100的制备方法，其步骤包括：
步骤(A1)：将复合树脂层102的多个条状结构102a以间距S铺垫于纤维预浸料层101上，暴露出部分纤维预浸料层101，其中这些条状结构102a的覆盖纤维预浸料层101的总面积为40％至60％。在本实施例中，纤维预浸料层101的长度L1即为中空管体200的长度，宽度W1即为中空管体200的管周长。在一个实施例中，每一条状结构102a的铺垫方式由纤维预浸料层101的第一端101a延伸至第二端101b，其中每一条状结构102a的长度方向与卷曲方向D具有45度至90度的夹角θ。因此，每一条状结构102a的长度L大于或等于中空管体200的长度，每一条状结构102a的宽度W为中空管体200的管周长的10％至30％。
步骤(B1)：将另一纤维预浸料层101铺垫在这些条状结构102a上，使一复合树脂层102设置在二纤维预浸料层101之间。接着，将复合树脂层102与纤维预浸料层101依1:4至1:7的层数比例进行堆叠，以形成围绕前的纤维复合结构100。
步骤(C1)：沿着卷曲方向D卷绕纤维预浸料层101及复合树脂层102，以共同围绕成一中空管体200，最后进行塑形。在这个步骤中，利用管状芯模直接围绕成一圈即可形成如图2的中空管体200。在其他实施例中，当纤维预浸料层101的宽度W1超过中空管体200的管周长时，在围绕一圈后可以继续往外堆叠形成中空管体200，但本发明不以此为限。在本发明中，这些条状结构102a经卷绕后会呈一立体结构，其中每一条状结构102a的长度延伸方向与中空管体200的中心轴方向具有0度至45度的夹角。
图4为本发明另一实施例的纤维复合结构制备方法的示意图。与图3的制备方法相似，主要差异在步骤(A1)：每一条状结构102a的铺垫角度θ’不同。
一般而言，形成纤维复合结构的制法使用叠合方式，即，将所欲达到各层层数比例的不同材料层叠合后，经卷曲再塑形，如图3及图4。但此种制法于工业上大量制造时较不经济。
图5a～图5b为本发明再一实施例的纤维复合结构制备方法的示意图。如图所示，本发明另提供一种纤维复合结构100的制备方法，其中，图5a为纤维预浸料层及复合树脂层叠合后的俯视图，图5b为纤维预浸料层及复合树脂层叠合后的侧视图，其步骤包括：
步骤(A2)：提供一层纤维预浸料层101，具有长度L2及宽度W2，其中长度L2即为中空管体200的长度，宽度W2即为中空管体200的所有纤维预浸料层101的管周长总和，例如：第一层的纤维预浸料层101的宽度为管周长C1、第二层的纤维预浸料层101的宽度为管周长C2、第三层的纤维预浸料层101的宽度为管周长C3、第四层的纤维预浸料层101的宽度为管周长C4，以此类推，依据中空管体200中预设纤维预浸料层101的总层数的管周长总和来决定宽度W2。接着，将复合树脂层102的多个条状结构102a间隔铺垫于纤维预浸料层101上，其中这些条状结构102a可选择性铺垫于预设的层数区域内(例如：C1、C2、C3或C4)，暴露出该区域中部分纤维预浸料层101，其中这些条状结构102a在该区域的覆盖总面积为40％至60％。在一个实施例中，每一条状结构102a的铺垫方式由纤维预浸料层101的第一端101a延伸至第二端101b，其中每一条状结构102a的长度方向与卷曲方向D具有45度至90度的夹角θ。
步骤(B2)：沿着卷曲方向D卷绕纤维预浸料层101及复合树脂层102，以共同围绕成一中空管体200，最后进行塑形。在这个步骤中，利用管状芯模进行卷绕，完成第一圈(C1)后继续往上卷绕，直到纤维预浸料层101的宽度W2结束为止，使得复合树脂层102与纤维预浸料层101具有1:4至1:7的层数比例。在本实施例中，当卷绕到C4区域后，中空管体的总层数就有5层，其中复合树脂层102会设置于第三层，而复合树脂层102的位置可依需求调整。由于卷绕方式是由内向外进行，因此，越外层的管周长会越大(即C4>C3>C2>C1)。在本发明中，这些条状结构102a经过卷绕后会呈一立体结构，其中每一条状结构102a的长度延伸方向与中空管体200的中心轴方向具有0度至45度的夹角。
因此，本发明通过上述制备方法，可更经济地一次大量生产多个纤维复合结构100。
根据本发明的制法，所形成的中空管体200的形状包括圆形、椭圆形、方形、矩形、多边形等，但本发明不以此为限。
本发明通过实施例的示例来说明细节。不过，本发明的诠释不应当被限制于以下实施例的阐述。
实施例1
本发明实施例1(编号:E1)的制法与条件如下叙述，各材料说明如下，纤维：碳纤维(购自Toray，型号T700SC，12K)；树脂：环氧树脂(购自Dow Chemical，型号Epon 828)；多根多层纳米碳管(购自辛耘企业，型号A-MWCNT1020)；改质的官能团：胺基(根据J.Mater.Chem.,2011,21,7337-7342的方法)。
参考图5a～图5b所示的制备方法，先将2个呈条状结构102a的复合树脂层102(其多根多层纳米碳管于整体的复合树脂102层重量百分比为5wt％，厚度为70μm)平行贴覆于纤维预浸料层101(厚度为100μm)的第五圈的层数位置上，使得复合树脂层102覆盖相邻纤维预浸料层101面积的50％，其中条状结构102a的宽度W为中空管体200的1/4管周长，两个相邻条状结构102a的间距S为中空管体200的1/4管周长，贴覆的夹角θ为90度，纤维预浸料层101的宽度W2为20层的管周长总和，长度L2为中空管体200的长度，以上述组合为一重复单元(即复合树脂层102与纤维预浸料层101的层数比例为1:5)，延伸重复4次施作，形成一复合体。
在塑形时，先准备一芯模，其外表套上一塑胶气袋，依箭头方向D卷曲复合体，再将覆有复合体的芯模置于另一铝质模具中固定，之后留下塑胶气袋并抽出芯模，在芯模的空间中充气(25psi至30psi)以撑住所形成的中空管体200，同时，在铝质模具侧施以20psi至25psi的压力，并以160℃加热40分钟，待降至室温，即可取出纤维复合结构100，塑形后4层复合树脂层102分别位于纤维预浸料层101的第四层和第五层间、第九层和第十层间、第十四层和第十五层间以及第十九层和第二十层间。
如图6a所示，纤维复合结构100呈一中空管体200，包括纤维预浸料层101及复合树脂层102，其截面图可看出这些条状结构102a呈对称辐射分布。所制备的中空管体为中空圆管，其尺寸为：长度450mm，直径20mm，厚度4.0mm。
实施例2
本发明实施例2(编号:E2)的制法与条件如实施例1所述，主要差异在于复合树脂层102中条状结构102a的宽度W、间隔S及数量，其中每一复合树脂层102具有3个条状结构102a，条状结构102a的宽度W为中空管体200的1/6管周长，两个相邻条状结构102a的间距S为中空管体200的1/6管周长。实施例2的纤维复合结构100的截面图如图6b所示。
实施例3
本发明实施例3(编号:E3)的制法与条件如实施例1所述，主要差异在于复合树脂层102中条状结构102a的宽度W、间隔S及数量，其中每一复合树脂层102具有4个条状结构102a，条状结构102a的宽度W为中空管体200的1/8管周长，两个相邻条状结构102a的间距S为中空管体200的1/8管周长。实施例3的纤维复合结构100的截面图如图6c所示。如图7所示，可看出纤维复合结构100内的条状结构102a呈现非连续状态，彼此间隔分离。
比较例1
比较例1(编号:C1)的制法与条件如实施例1所述，主要差异在于纤维预浸料层101上不铺垫复合树脂层102，直接卷曲形成具有20层的纤维预浸料层101的纤维复合结构100。
比较例2
比较例2(编号:C2)的制法与条件如实施例1所述，主要差异在于复合树脂层102为整层铺垫，其中每一复合树脂层102仅具有一个条状结构102a，即条状结构102a的宽度W为中空管体200的全管周长。此外，塑形后4层复合树脂层102分别位于纤维预浸料层101的第四层和第五层间、第八层和第九层间、第十二层和第十三层间以及第十六层和第十七层间。
性能测试
振动衰减时间(秒，S)的测量使用激光位移计(Polytec OFV 350Sensor hand)，测量自振动开始(样品的一端固定，另一端施加2Kg载重后释放)至静止的时间。所测到的信号经由软件计算后，即可获得自然频率和损失因子的数值。
将实施例1、实施例2、实施例3、比较例1及比较例2的这些纤维复合结构进行性能测试，并获得其振动衰减情形、自然频率以及损失因子，如表1所示。
Figure BDA0002442482050000111
根据表1，相较于未添加复合树脂层的比较例1，本发明的实施例(E1至E3)可产生78％至86.9％的全振幅缩减效果。相较于整层铺垫的比较例2，本发明部分包覆的实施例(E1至E3)能够提供更好的制振效果，同时还能维持刚性强度。
实施例4
本发明实施例4(编号:E4)的制法与条件如实施例3所述，主要差异在于这些条状结构102a呈间隔交错分布，实施例4的纤维复合结构100的截面图如图6d所示。
实施例5
本发明实施例5(编号:E5)的制法与条件如实施例1所述，主要差异在于复合树脂层102中条状结构102a的宽度W、间隔S及数量，其中每一复合树脂层102具有4个条状结构102a，其宽度W与间距S不完全相同且呈不规格分布。实施例5的纤维复合结构100的截面图如图6e所示。
比较例3
比较例3(编号:C3)的制法与条件如实施例1所述，主要差异在于复合树脂层102中条状结构102a的宽度W及间隔S，其中条状结构102a的宽度W为中空管体200的1/8管周长，两个相邻条状结构102a的间距S为中空管体200的3/8管周长，使得复合树脂层102覆盖相邻纤维预浸料层101面积的25％。比较例3的纤维复合结构100的截面图如图6f所示。
性能模拟测试
用有限元软件Ansys进行结构动力暂态分析，由振幅衰减的包络线衰减换算系统阻尼系数。分析过程中采用solid185元素，材料性质采用非等向性碳纤维复材，最后运算预设时间内的振动变化。
将实施例3、实施例4、实施例5、比较例1及比较例3的这些纤维复合结构进行性能模拟测试，并获得其振动衰减情形以及结构阻尼比，如表2所示。
Figure BDA0002442482050000131
根据表2，相较于比较例1，本发明的实施例(E3至E5)可产生69％至76％的全振幅缩减效果。虽然比较例3的复合树脂层也属于部分包覆(覆盖面积仅25％)，但其制振效果及结构阻尼比明显偏低。由本发明的实施例(E3至E5)可知，在相同的覆盖面积下，这些复合树脂层的条状结构呈间隔交错分布或不规则分布时会有更好的制振效果。
上述实施例用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何该领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (13)

1.一种纤维复合结构，其特征在于，包括：
多个纤维预浸料层，包括第一树脂和用所述第一树脂浸渍的多根纤维；以及
至少一复合树脂层，包括多根多层纳米碳管及第二树脂，且设置在两个所述纤维预浸料层之间，并与所述多个纤维预浸料层共同围绕形成一中空管体，其中，所述复合树脂层与所述纤维预浸料层的层数比例为1:4至1:7，且每一所述复合树脂层包覆相邻的所述纤维预浸料层面积的40％至60％。
2.根据权利要求1所述的纤维复合结构，其特征在于，每一所述复合树脂层包括多个条状结构，且所述多个条状结构的面积总和占相邻的所述纤维预浸料层面积的40％至60％。
3.根据权利要求2所述的纤维复合结构，其特征在于，每一所述条状结构的宽度为所述中空管体的管周长的10％至30％。
4.根据权利要求2所述的纤维复合结构，其特征在于，每一所述条状结构的长度大于或等于所述中空管体的长度。
5.根据权利要求2所述的纤维复合结构，其特征在于，每一所述条状结构的长度延伸方向与所述中空管体的中心轴方向具有0度至45度的夹角。
6.根据权利要求2所述的纤维复合结构，其特征在于，所述多个条状结构于所述中空管体的截面图中呈对称辐射分布、间隔交错分布或不规则分布。
7.根据权利要求2至6中任一所述的纤维复合结构，其特征在于，每一所述条状结构由所述中空管体的一开口端连接至相对的另一开口端。
8.根据权利要求1所述的纤维复合结构，其特征在于，所述多根纤维的材质包括碳纤维、玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维、硼纤维、尼龙纤维、特多龙纤维、棉纤维、羊毛纤维、钢纤维、铝纤维、陶瓷须丝纤维或其组合。
9.根据权利要求1所述的纤维复合结构，其特征在于，所述第一树脂与所述第二树脂相同或不同，且所述第一树脂及所述第二树脂包括热塑性树脂、热固性树脂或其组合。
10.根据权利要求1所述的纤维复合结构，其特征在于，所述多根多层纳米碳管的表面具有胺基、羧基、羟基或酰氯基的反应性官能团。
11.根据权利要求1或10所述的纤维复合结构，其特征在于，所述复合树脂层中的所述多根多层纳米碳管的含量为0.5wt％至8wt％。
12.根据权利要求11所述的纤维复合结构，其特征在于，所述多根多层纳米碳管的比表面积为100m2/g至300m2/g。
13.根据权利要求1所述的纤维复合结构，其特征在于，每一所述纤维预浸料层的厚度为50μm至200μm，每一所述复合树脂层的厚度为5μm至200μm。
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