一种耐高温土工布及其制备方法与流程

本发明属于建筑材料，涉及一种耐高温土工布及其制备方法。

背景技术：

1、土工布是一种广泛应用于土木工程、环境保护和建筑领域的功能性材料，主要用于增强土壤的稳定性、控制水土流失以及提供过滤和排水功能。这些材料的设计目标是通过提供物理屏障来改善土壤的性能，从而提高工程的耐久性和安全性。土工布的主要材料通常是聚合物，如聚丙烯、聚酯等，这些材料因其优良的机械性能、耐腐蚀性和经济性而被广泛采用。

2、聚丙烯和聚酯是目前土工布最常用的材料。聚丙烯因其轻质、强度高且具有良好的抗化学性，广泛应用于各种土木工程项目。而聚酯则以其优异的抗拉强度和耐热性受到青睐，尤其适用于需要承受较大负载的应用。然而，传统土工布在常规土木工程应用中表现良好，但在高温环境下的应用却存在明显的不足。

3、许多土工布在高温条件下的性能相对较差。聚丙烯和聚酯等常用材料在高温环境中容易发生热变形、熔融或强度降低。这种热变形不仅会导致土工布的尺寸不稳定，还可能影响其与土壤的结合力，进而降低其在土壤增强和水土保持中的有效性。在某些特定的应用场景，例如道路建设和隧道工程，土工布通常需要在高温或高热环境下长期工作。在这些条件下，传统土工布可能无法满足设计要求，导致工程质量的下降和安全隐患的增加。例如，若土工布熔融或变形，可能会导致土壤的流失和结构的崩塌，这直接影响到工程的安全性和使用寿命；此外，例如在高温环境下的堆填作业中，土工布需要承受来自填土的高温和压力。如果土工布的强度不足，可能会导致其功能失效，进而引发一系列工程问题。因此，传统材料在高温条件下的脆弱性限制了它们在一些关键工程中的应用潜力，尤其是在那些对温度和压力要求较高的领域，如废物填埋场的建设、热力发电厂的土壤稳定等。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种耐高温土工布及其制备方法。首先，通过苯二胺氨基化聚醚醚酮，并接枝马来酸酐形成梯度极性基团分布，提高了界面结合强度和相容性；同时引入羧基与环氧基团改性聚醚砜，形成互补网络，增强了基体的韧性和界面结合能力。其次，磷酸酯在氮化铝表面提供极性结合位点，离子液体在其上形成导热网络，提升了热传导效率；硅烷基团在碳化硅表面提供化学键合位点，多巴胺在其上形成次级结构，增强了界面结合能力。最后，氨聚醚醚酮的氨基-马来酸酐结构与聚醚砜的羧基-环氧基结构相互穿插，形成互穿网络结构，提升了基体的韧性与热稳定性，而氮化铝和碳化硅的多层次界面结构有助于均匀传递应力和提升界面牢固性。

2、为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种耐高温土工布的制备方法，所述耐高温土工布的制备方法包括：

4、s1：将聚醚醚酮分散在浓硫酸中得到聚醚醚酮分散液，搅拌后加入对苯二胺得到预反应液，恒温反应后得到反应液a，将其倒入去离子水中搅拌得到预处理沉淀，抽滤、洗涤，真空干燥得到氨基化聚醚醚酮中间体；将氨基化聚醚醚酮中间体与马来酸酐、过氧化二苯甲酰引发剂混合得到反应液b，在氮气保护下熔融反应，冷却造粒得到改性聚醚醚酮；

5、s2：将聚醚砜与n-甲基吡咯烷酮混合，加入4-氨基苯甲酸得到反应液c，搅拌反应后倒入去离子水中，过滤得到预处理聚醚砜，洗涤后真空干燥得到羧基化聚醚砜中间体；将羧基化聚醚砜中间体与甲基丙烯酸缩水甘油酯在氮气氛围下熔融混合，冷却造粒得到改性聚醚砜；

6、s3：将氮化铝与四氢呋喃混合，加入十二烷基磷酸酯和三乙胺得到反应液d，搅拌反应，离心分离后得到第一改性氮化铝，将其分散于[bmim]pf6的乙腈溶液中得到反应液e，超声处理后真空干燥，得到改性氮化铝；

7、s4：将碳化硅粉末与乙醇/水混合溶液混合，加入聚乙烯吡咯烷酮得到混合溶液，超声分散后加入混合偶联剂得到反应液f，回流、离心后得到第一处理碳化硅，将其分散在tris缓冲液中，加入盐酸多巴胺，室温搅拌，过滤、洗涤、真空干燥，得到改性碳化硅；

8、s5：将改性聚醚醚酮、改性聚醚砜和抗氧剂加入到高速搅拌器中混合，加入改性碳化硅和改性氮化铝混合得到混合物料，将混合物料加入到双螺杆挤出机中挤出，收集挤出物进行熔融纺丝，得到的纺丝平铺在成网机网帘上，通过针刺机进行固结，得到毛坯土工布，经过张力架调整张力，进入成卷机切边成卷，得到耐高温土工布。

9、作为本发明的一种优选的技术方案，步骤s1中，所述聚醚醚酮与浓硫酸的质量比为1:15-20，例如可以是1:15、1:15.5、1:16、1:16.5、1:17、1:17.5、1:18、1:18.5、1:19、1:19.5或1:20，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

10、在一些可选的实施例中，所述对苯二胺与聚醚醚酮的质量比为3-4:100，例如可以是3:100、3.1:100、3.2:100、3.3:100、3.4:100、3.5:100、3.6:100、3.7:100、3.8:100、3.9:100或4:100，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

11、在一些可选的实施例中，所述预反应液恒温反应的温度为75-85℃，例如可以是75.0℃、76.0℃、77.0℃、78.0℃、79.0℃、80.0℃、81.0℃、82.0℃、83.0℃、84.0℃或85.0℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

12、在一些可选的实施例中，所述预反应液恒温反应的时间为4-6h，例如可以是4.0h、4.2h、4.4h、4.6h、4.8h、5.0h、5.2h、5.4h、5.6h或6.0h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

13、在一些可选的实施例中，所述反应液a与去离子水的体积比为1:4-5，例如可以是1:4、1:4.1、1:4.2、1:4.3、1:4.4、1:4.5、1:4.6、1:4.7、1:4.8、1:4.9或1:5，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

14、在一些可选的实施例中，所述预处理沉淀洗涤至上清液ph为6.5-7.5，例如可以是6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4或7.5，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

15、在一些可选的实施例中，所述真空干燥的温度为70-80℃，例如可以是70.0℃、71.0℃、72.0℃、73.0℃、74.0℃、75.0℃、76.0℃、77.0℃、78.0℃、79.0℃或80.0℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

16、在一些可选的实施例中，所述真空干燥的时间为10-12h，例如可以是10.0h、10.2h、10.4h、10.6h、10.8h、11.0h、11.2h、11.4h、11.6h、11.8h或12.0h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

17、在一些可选的实施例中，所述氨基化聚醚醚酮中间体与马来酸酐的质量比为100:2.5-3.5，例如可以是100:2.5、100:2.6、100:2.7、100:2.8、100:2.9、100:3.0、100:3.1、100:3.2、100:3.3、100:3.4或100:3.5，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

18、在一些可选的实施例中，所述氨基化聚醚醚酮中间体与过氧化二苯甲酰引发剂的质量比为100:0.3-0.7，例如可以是100:0.3、100:0.35、100:0.4、100:0.45、100:0.5、100:0.55、100:0.6、100:0.65或100:0.7，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

19、在一些可选的实施例中，所述反应液b熔融反应的温度为275-285℃，例如可以是275.0℃、276.0℃、277.0℃、278.0℃、279.0℃、280.0℃、281.0℃、282.0℃、283.0℃、284.0℃或285.0℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

20、在一些可选的实施例中，所述反应液b熔融反应的时间为20-30min，例如可以是20.0min、21.0min、22.0min、23.0min、24.0min、25.0min、26.0min、27.0min、28.0min、29.0min或30.0min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

21、在一些可选的实施例中，所述氮气流速为100-150ml/min，例如可以是100.0ml/min、105.0ml/min、110.0ml/min、115.0ml/min、120.0ml/min、125.0ml/min、130.0ml/min、135.0ml/min、140.0ml/min、145.0ml/min或150.0ml/min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

22、作为本发明的一种优选的技术方案，步骤s2中，所述聚醚砜与n-甲基吡咯烷酮的质量比为1:10-15，例如可以是1:10、1:10.5、1:11、1:11.5、1:12、1:12.5、1:13、1:13.5、1:14、1:14.5或1:15，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

23、在一些可选的实施例中，所述聚醚砜与4-氨基苯甲酸的质量比为100:3.5-4.5，例如可以是100:3.5、100:3.6、100:3.7、100:3.8、100:3.9、100:4.0、100:4.1、100:4.2、100:4.3、100:4.4或100:4.5，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

24、在一些可选的实施例中，所述反应液c搅拌反应的温度为130-140℃，例如可以是130.0℃、131.0℃、132.0℃、133.0℃、134.0℃、135.0℃、136.0℃、137.0℃、138.0℃、139.0℃或140.0℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

25、在一些可选的实施例中，所述反应液c搅拌反应的时间为4-6h，例如可以是4.0h、4.2h、4.4h、4.6h、4.8h、5.0h、5.2h、5.4h、5.6h或6.0h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

26、在一些可选的实施例中，所述预处理聚醚砜洗涤后真空干燥的温度为60-70℃，例如可以是60.0℃、61.0℃、62.0℃、63.0℃、64.0℃、65.0℃、66.0℃、67.0℃、68.0℃、69.0℃或70.0℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

27、在一些可选的实施例中，所述预处理聚醚砜洗涤后真空干燥的时间为12-14h，例如可以是12.0h、12.2h、12.4h、12.6h、12.8h、13.0h、13.2h、13.4h、13.6h、13.8h或14.0h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

28、在一些可选的实施例中，所述羧基化聚醚砜中间体与甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为100:3-4，例如可以是100:3.0、100:3.1、100:3.2、100:3.6、100:3.4、100:3.5、100:3.6、100:3.7、100:3.8、100:3.9或100:4.0，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

29、在一些可选的实施例中，所述羧基化聚醚砜中间体与甲基丙烯酸缩水甘油酯熔融混合的温度为235-245℃，例如可以是235.0℃、236.0℃、237.0℃、238.0℃、239.0℃、240.0℃、241.0℃、242.0℃、243.0℃、244.0℃或245.0℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

30、在一些可选的实施例中，所述羧基化聚醚砜中间体与甲基丙烯酸缩水甘油酯熔融混合的时间为15-20min，例如可以是15.0min、15.5min、16.0min、16.5min、17.0min、17.5min、18.0min、18.5min、19.0min、19.5min或20.0min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

31、作为本发明的一种优选的技术方案，步骤s3中，所述氮化铝与四氢呋喃的质量比为1:10-15，例如可以是1:10、1:10.5、1:11、1:11.5、1:12、1:12.5、1:13、1:13.5、1:14、1:14.5或1:15，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

32、在一些可选的实施例中，所述氮化铝与十二烷基磷酸酯的质量比为100:3-4，例如可以是100:3.0、100:3.1、100:3.2、100:3.3、100:3.4、100:3.5、100:3.6、100:3.7、100:3.8、100:3.9或100:4.0，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

33、在一些可选的实施例中，所述氮化铝与三乙胺的质量比为100:0.5-1.5，例如可以是100:0.5、100:0.6、100:0.7、100:0.8、100:0.9、100:1.0、100:1.1、100:1.2、100:1.3、100:1.4或100:1.5，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

34、在一些可选的实施例中，所述反应液d搅拌反应的温度为60-70℃，例如可以是60.0℃、61.0℃、62.0℃、63.0℃、64.0℃、65.0℃、66.0℃、67.0℃、68.0℃、69.0℃或70.0℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

35、在一些可选的实施例中，所述反应液d搅拌反应的时间为5-7h，例如可以是5.0h、5.2h、5.4h、5.6h、5.8h、6.0h、6.2h、6.4h、6.6h、6.8h或7.0h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

36、在一些可选的实施例中，所述第一改性氮化铝与[bmim]pf6的质量比为100:2-3，例如可以是100:2.0、100:2.1、100:2.2、100:2.3、100:2.4、100:2.5、100:2.6、100:2.7、100:2.8、100:2.9或100:3.0，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

37、在一些可选的实施例中，所述[bmim]pf6的乙腈溶液浓度为1-2％，例如可以是1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％或2.0％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

38、在一些可选的实施例中，所述反应液e超声处理的功率为200-300w，例如可以是200w、210w、220w、230w、240w、250w、260w、270w、280w、290w或300w，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

39、在一些可选的实施例中，所述反应液e超声处理的时间为1-2h，例如可以是1.0h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h或2.0h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

40、在一些可选的实施例中，所述真空干燥的温度为55-65℃，例如可以是55.0℃、56.0℃、57.0℃、58.0℃、59.0℃、60.0℃、61.0℃、62.0℃、63.0℃、64.0℃或65.0℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

41、在一些可选的实施例中，所述真空干燥的时间为8-10h，例如可以是8.0h、8.2h、8.4h、8.6h、8.8h、9.0h、9.2h、9.4h、9.6h、9.8h或10.0h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

42、作为本发明的一种优选的技术方案，步骤s4中，所述乙醇/水混合溶液中乙醇与水的体积比为9:1-7:3，例如可以是9:1、8:2、7:3，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

43、在一些可选的实施例中，所述碳化硅与乙醇/水混合溶液的质量比为1:10-15，例如可以是1:10.0、1:10.5、1:11.0、1:11.5、1:12.0、1:12.5、1:13.0、1:13.5、1:14.0、1:14.5或1:15.0，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

44、在一些可选的实施例中，所述聚乙烯吡咯烷与碳化硅的质量比为1-2:100，例如可以是1:100、1.1:100、1.2:100、1.3:100、1.4:100、1.5:100、1.6:100、1.7:100、1.8:100、1.9:100、2:100，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

45、在一些可选的实施例中，所述混合溶液超声功率为300-400w，例如可以是300w、310w、320w、330w、340w、350w、360w、370w、380w、390w或400w，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

46、在一些可选的实施例中，所述混合溶液超声时间为30-40min，例如可以是30.0min、31.0min、32.0min、33.0min、34.0min、35.0min、36.0min、37.0min、38.0min、39.0min或40.0min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

47、在一些可选的实施例中，所述混合偶联剂中kh550与kh570的质量比为1-2:1，例如可以是1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1或2:1，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

48、在一些可选的实施例中，所述碳化硅与混合偶联剂的质量比为100:2-3，例如可以是100:2.0、100:2.1、100:2.2、100:2.3、100:2.4、100:2.5、100:2.6、100:2.7、100:2.8、100:2.9或100:3.0，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

49、在一些可选的实施例中，所述反应液f回流的温度为65-75℃，例如可以是65.0℃、66.0℃、67.0℃、68.0℃、69.0℃、70.0℃、71.0℃、72.0℃、73.0℃、74.0℃或75.0℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

50、在一些可选的实施例中，所述反应液f回流的时间为5-7h，例如可以是5.0h、5.2h、5.4h、5.6h、5.8h、6.0h、6.2h、6.4h、6.6h、6.8h或7.0h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

51、在一些可选的实施例中，所述tris缓冲液的浓度为0.05-0.1m，例如可以是0.05m、0.055m、0.06m、0.065m、0.07m、0.075m、0.08m、0.085m、0.09m、0.095m或0.1m，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

52、在一些可选的实施例中，所述第一处理碳化硅与tris缓冲液的固液质量比为1:8-10，例如可以是1:8.0、1:8.2、1:8.4、1:8.6、1:8.8、1:9.0、1:9.2、1:9.4、1:9.6、1:9.8或1:10.0，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

53、在一些可选的实施例中，所述第一处理碳化硅与盐酸多巴胺的质量比为100:1.5-2.5，例如可以是100:1.5、100:1.6、100:1.7、100:1.8、100:1.9、100:2.0、100:2.1、100:2.2、100:2.3、100:2.4或100:2.5，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

54、在一些可选的实施例中，所述室温搅拌的时间为8-10h，例如可以是8.0h、8.2h、8.4h、8.6h、8.8h、9.0h、9.2h、9.4h、9.6h、9.8h或10.0h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

55、在一些可选的实施例中，所述真空干燥的温度为45-55℃，例如可以是45.0℃、46.0℃、47.0℃、48.0℃、49.0℃、50.0℃、51.0℃、52.0℃、53.0℃、54.0℃或55.0℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

56、在一些可选的实施例中，所述真空干燥的时间为10-12h，例如可以是10.0h、10.2h、10.4h、10.6h、10.8h、11.0h、11.2h、11.4h、11.6h、11.8h或12.0h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

57、作为本发明的一种优选的技术方案，步骤s5中，所述螺杆挤出转速为150-200rpm，例如可以是150rpm、155rpm、160rpm、165rpm、170rpm、175rpm、180rpm、185rpm、190rpm、195rpm或200rpm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

58、第二方面，本发明提供了一种耐高温土工布，所述耐高温土工布包含如下质量份的各组分：

59、

60、在一些可选的实施例中，所述改性聚醚醚酮的用量为65-70份，例如可以是65份、65.5份、66份、66.5份、67份、67.5份、68份、68.5份、69份、69.5份或70份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

61、在一些可选的实施例中，所述改性聚醚砜的用量为25-30份，例如可以是25份、25.5份、26份、26.5份、27份、27.5份、28份、28.5份、29份、29.5份或30份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

62、在一些可选的实施例中，所述改性氮化铝的用量为2-3份，例如可以是2份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份或3份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

63、在一些可选的实施例中，所述改性碳化硅的用量为3-4份，例如可以是3份、3.1份、3.2份、3.3份、3.4份、3.5份、3.6份、3.7份、3.8份、3.9份或4份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

64、在一些可选的实施例中，所述抗氧剂的用量为0.5-0.8份，例如可以是0.5份、0.55份、0.6份、0.65份、0.7份、0.75份或0.8份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

65、本发明选择聚醚醚酮作为主体材料。聚醚醚酮是半结晶高分子，具有较高的玻璃转变温度和熔点，其良好的热稳定性使其在高温环境中能够保持机械性能不变，确保土工布在极端环境中不易老化或失效；其次聚醚醚酮对化学腐蚀具有极强的抵抗能力，能够耐受强酸、强碱和有机溶剂的侵蚀，这对土工布在严苛环境中的长期使用非常关键；此外，其具有高模量和出色的抗拉强度，同时保持了一定的韧性。这种特性使其适合作为土工布的基体材料，为最终产品提供可靠的力学性能。

66、将聚醚醚酮分散于浓硫酸中，利用硫酸的强氧化性和溶胀作用，对聚醚醚酮进行化学预处理，浓硫酸作用下，聚醚醚酮的苯环结构活化，苯环与对苯二胺更易进行反应。氨基基团的引入可以显著提高聚醚醚酮的化学反应活性，为后续与马来酸酐的反应提供活性位点。

67、而氨基化聚醚醚酮与马来酸酐进行反应，通过马来酸酐的酰化作用，可以引入更多的极性基团：在过氧化二苯甲酰引发剂的作用下，胺基化聚醚醚酮与马来酸酐发生接枝反应，形成改性聚合物链，这不仅提高了聚醚醚酮的耐热性和抗氧化性能，同极性基团的银土还增强了改性聚醚醚酮的表面能，从而有助于与无机填料或其他聚合物的界面结合。

68、对聚醚醚酮的两种改性方法之间存在协同作用：氨基提供了反应活性位点，马来酸酐优先在氨基位点发生接枝反应，从而形成梯度化的极性基团分布，提高界面结合强度和相容性。

69、本发明中使用聚醚砜作为另一基体材料。聚醚砜是一种无定形高分子材料，具有较高的玻璃转变温度，能够在高温下保持优异的尺寸稳定性。相比于聚醚醚酮，聚醚砜具有更好的柔韧性，能够为土工布提供一定的可塑性和抗断裂性，同时其柔韧性使得改性后的复合材料更加适合熔融纺丝过程，纤维在成型和针刺固结过程中不易断裂；此外，聚醚砜具有优异的抗氧化性能，在暴露于氧化气氛或紫外线的环境中，其分子链结构非常稳定，具有良好的耐候性，能够增加土工布在户外的使用寿命。

70、本发明中对聚醚砜进行改性处理：通过引入4-氨基苯甲酸，将聚醚砜改性为羧基化聚醚砜中间体，增强其反应活性和极性：4-氨基苯甲酸中的氨基通过与聚醚砜反应生成酰胺结构，羧基基团则通过氢键或离子键增强聚醚砜的极性和界面相容性。羧基化增强了聚醚砜的亲水性和与无机填料的界面结合能力。

71、其次，将羧基化聚醚砜与甲基丙烯酸缩水甘油酯进行反应，通过环氧基团的开环反应，引入醚键或羟基，从而进一步提升聚醚砜的交联密度和功能化程度：在熔融条件下，羧基化聚醚砜与甲基丙烯酸缩水甘油酯发生开环酯化反应，生成交联结构，增加分子间的结合力，使得改性聚醚砜的耐热性进一步提升，也增强了聚醚砜的柔韧性。

72、通过聚醚砜的两种改性手段引入的羧基和环氧基团形成互补网络，提供多层次的交联结构，有效增强基体的韧性和界面结合能力。

73、聚醚醚酮和聚醚砜之间存在着协同增强作用：聚醚醚酮具有更高的耐热性能，而聚醚砜提供了一定的柔韧性和低加工温度。两者的结合可以在保证耐高温性能的同时，改善材料的加工性能和柔韧性；聚醚醚酮提供较高的模量和强度，而聚醚砜则能够增加复合材料的韧性和抗断裂性能，使最终的土工布既具有高强度，又不易在实际应用中破裂；同时聚醚醚酮和聚醚砜经过改性后均能够引入极性基团，与功能化填料形成良好的界面结合，有效提升复合材料的导热性能和强度，且聚醚醚酮的氨基-马来酸酐结构与聚醚酮的羧基-环氧基网络相互穿插，形成互穿网络结构，提高基体韧性和热稳定性；聚醚醚酮的化学稳定性更强，而聚醚砜补充了其柔韧性和抗氧化能力，使得最终复合材料在多种化学环境下表现出更高的耐久性。

74、本发明选择氮化铝作为填料之一。氮化铝的导热系数高，是常见填料中导热性能最优之一，能够有效进行热量传递和散热，这使得它非常适合用于需要高导热率的复合材料中。土工布在高温工业环境中可能需要快速导出热量，避免局部过热导致的性能退化。氮化铝的高导热性能够显著提高复合材料的热管理性能。

75、且虽然氮化铝具有高导热性，但其电阻率极高，是一种出色的热导体和电绝缘体，同时氮化铝的分解温度很高，在高温下具有良好的热稳定性和化学稳定性，因此其适用于高温环境中的土工布。同时氮化铝无毒且无污染，在加工和实际使用中对环境友好。

76、使用十二烷基磷酸酯可以通过表面改性将氮化铝表面由亲水性转化为疏水性，十二烷基磷酸酯分子通过磷酸酯基团与氮化铝表面发生化学吸附，形成共价键或离子键，而长链烷基部分则提供疏水性，从而提高其与聚合物基体的分散性；使用[bmim]pf6进一步修饰氮化铝表面，提供稳定的界面作用，离子液体通过物理吸附或化学键合均匀覆盖氮化铝表面，减少了颗粒间的团聚现象，同时提供一定的润滑作用。这提高了氮化铝的分散稳定性，使得改性氮化铝在基体中的导热性能得以充分发挥。磷酸酯提供强极性的结合位点，而离子液体在磷酸酯层上形成导热网络，从而形成有序化的界面层，提高了热传导效率。

77、本发明中选用碳化硅作为另一填料。碳化硅是一种超高温陶瓷材料，能够在极端高温环境下保持结构稳定并提供强度；其次，碳化硅硬度极高，同时具有高强度和高模量特性，这使其成为理想的增强填料；碳化硅在大部分酸、碱和氧化性环境中表现出极强的化学稳定性，尤其在高温或极端化学条件下，能够延长复合材料的使用寿命；此外，碳化硅的导热系数较高能够提升复合材料的导热能力，但其热膨胀系数很低，与聚醚醚酮和聚醚砜相匹配，能够有效减少复合材料在高温环境中的热应力；且碳化硅在氧化锌环境下能够形成一层致密的保护膜，从而提升其抗氧化能力。

78、使用硅烷偶联剂对碳化硅表面进行处理，偶联剂中的硅烷基团与碳化硅表面羟基反应，生成si-o-si键，偶联剂的有机端则与基体形成界面作用，从而改善碳化硅与有机基体材料的界面结合，碳化硅颗粒的分散性和与基体的界面结合力增强，改性后碳化硅能够更有效地提高复合材料的强度和耐热性。

79、同时，使用多巴胺对表面改性碳化硅进行改性：多巴胺在碱性条件下发生自聚合反应，同时其儿茶酚和胺基基团与碳化硅表面形成氢键或共价键，生成稳定的涂层。利用多巴胺的聚合能力，在表面改性碳化硅的表面形成一层聚多巴胺涂层，从而增强碳化硅的功能化程度。硅烷基团提供化学键合位点，聚多巴胺在此基础上在硅烷层上形成次级结构，从而构建多级界面结构，增强其界面结合能力。

80、氮化铝和碳化硅之间也存在着协同增强作用：氮化铝和碳化硅的高导热性使得复合材料的整体热导率显著提升，且改性后碳化硅的多巴胺层和氮化铝的离子液体层能形成导热通道，进一步提升其导热效率。氮化铝提供较高的散热能力，碳化硅补充导热性并提供热膨胀匹配性；在力学性能方面氮化铝增强复合材料的刚性和尺寸稳定性，碳化硅则提高耐磨性和抗冲击性能，两者共同提升复合材料的综合力学性能；同时氮化铝和碳化硅都具有极高的耐热性，能够在高温环境中协同工作，避免复合材料因热降解或热膨胀失效；表面改性的氮化铝和碳化硅都能够与基体形成强界面结合，确保填料均匀分布，避免团聚现象，从而提升复合材料的加工性能和最终性能。

81、将改性聚合物与功能化填料均匀混合，通过挤出和纺丝形成复合材料，在挤出过程中，改性聚合物的极性基团与无机填料表面基团通过氢键或化学键结合，形成均匀的复合结构，提供了良好的混合效果，确保填料在基体中的分散性。

82、通过熔融纺丝法使得改性聚合物在高温下拉伸成纤维，提供了优异的机械性能和耐高温性能；针刺固结增强纤维间的机械结合，提高了土工布的抗拉强度和尺寸稳定性；熔融纺丝和针刺固结工艺形成结构稳定的纤维网。

83、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

84、(1)通过对苯二胺氨基化聚醚醚酮，提供后续反应活性位点，马来酸酐在氨基位点发生接枝形成梯度化的极性基团分布，提高其界面结合强度和相容性；同时引入羧基与环氧基团改性聚醚砜，羧基与环氧基团形成互补网络，从而提供多层次交联结构，增强基体的韧性和界面结合能力；

85、(2)磷酸酯在氮化铝表面提供强极性结合位点，离子液体则在磷酸酯层上形成导热网络，形成有序的界面层，提高热传导效率；在碳化硅表面引入的硅烷基团提供化学键合位点，多巴胺则在硅烷层上形成次级结构，两者构建了多级界面结构，增强其界面结合能力；

86、(3)聚醚醚酮的氨基-马来酸酐结构与聚醚砜的羧基-环氧基相互穿插，形成互穿网络结构，提高基体韧性和热稳定性；氮化铝的离子液体层和碳化硅的多巴胺层形成导热通道，使得界面结构多层次化，应力传递更均匀；而基体的极性基团与填料表面形成多重作用力，使得界面结构更牢固。