CN111271527A - 一种碳纤维-pmi复合管道及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种碳纤维‑PMI复合管道及其制备方法，碳纤维‑PMI复合管道包括管壁和中空腔体，其管壁由至少三层碳纤维层和至少两层PMI膜卷覆复合而形成，每层PMI膜的内侧和外侧均为碳纤维层，且管壁的基底层和蒙皮层均为碳纤维层，所述PMI膜的厚度不超过1mm。本发明采用呈多层三明治夹心结构的碳纤维‑PMI复合材料作为管壁构建中空的管道结构，由此形成的管道结构具有优异的比刚度、比强度以及耐腐蚀性能。可以合理利用本发明提供的碳纤维‑PMI复合管道的中空管腔的内部空间收纳同一设计中的零部件，另一方面，碳纤维‑PMI复合管道的外壁也能够为置于中空管腔内的零部件提供保护作用，降低了零部件受撞击、侵蚀、光照老化的可能性，延长了零部件的使用寿命。

Description

一种碳纤维-PMI复合管道及其制备方法

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体地，涉及一种碳纤维-PMI复合管道及其制备方法。

背景技术

碳纤维是一种由碳元素组成的特种纤维，具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性。碳纤维的外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。在现有技术中，碳纤维的主要用途是作为增强材料与泡沫、树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。

聚甲基丙烯酰亚胺泡沫(polymethacrylimide,PMI)是一种交联的、孔径分布均匀的泡沫，具有卓越的结构稳定性和高机械强度。PMI具有比其他聚合物泡沫材料更高的比强度、比模量、耐热性和耐湿热性能，以及更好的抗高温蠕变性能和尺寸稳定性。PMI是目前世界上比强度(强度/密度)和比模量(模量/密度)最高的泡沫材料，并且具有优异的耐高温性能和尺寸稳定性能，是制造轻质高强复合材料管壁理想的芯材。此外，由于PMI的闭孔率高，孔径分布均匀，吸湿率低，使其作为芯材的夹芯复合材料具有远优于蜂窝复合材料的耐久性和耐环境性。

然而，PMI作为一种硬质泡沫塑料，在常温下不具有可弯折性，这种特性限制了PMI在构建异形结构上的应用。在现有技术中，若需要将PMI复合到曲面基材或者弯折基材的表面，一般需要在高温下将PMI板贴合基材或模具，制得具有异形轮廓的PMI预成型件，或者，采用切割器械，按照所需的异形轮廓对PMI的表面进行切割加工。在上述的PMI预成型方式中：前者一般需要借助额外的、具有特定形状的预成型模具，预成型模具的投入增加了生产成本；而后者则需要根据实际的加工需要编辑特定的表面机械加工参数，这种预成型方式也不适于连续性的批量生产，而且会产生很多下脚料，造成原材料的浪费，以及产生下脚料的处理或回收工序。此外，通过上述方法制得的PMI预成型件具有较低的灵活普适性，只能与特定的模具或基材相匹配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳纤维-PMI复合管道及其制备方法，以得到一种具有良好力学性能的复合材料管道。

根据本发明的一个方面，提供一种碳纤维-PMI复合管道：包括管壁和中空腔体，其管壁由至少三层碳纤维层和至少两层PMI膜卷覆复合而形成，每层PMI膜的内侧和外侧均为碳纤维层，且管壁的基底层和蒙皮层均为碳纤维层，且PMI膜的厚度不超过1mm

本发明采用呈多层三明治夹心结构的碳纤维-PMI复合材料作为管壁构建中空的管道结构，由此形成的管道结构具有优异的比刚度、比强度和耐腐蚀性能，可以将其广泛地应用于多个领域的各种结构设计中。在实际应用中，可以合理利用本发明提供的碳纤维-PMI复合管道的中空管腔的内部空间收纳同一设计中的零部件，另一方面，碳纤维-PMI复合管道的外壁也能够为置于中空管腔内的零部件提供保护作用，降低了零部件受撞击、侵蚀、光照老化的可能性，延长了零部件的使用寿命。

优选地，PMI膜由100％PMI制成。

优选地，PMI膜的厚度不超过0.3mm。

与传统的PMI板材不同，厚度不超过1mm的PMI膜在常温下具有一定的可卷曲性，应用这种PMI膜作为制备复合材料管道的芯层材料，可以直接将PMI膜贴合基材的轮廓复合在基材外侧，由此，可以将批量生产的PMI膜灵活地应用于多种不同形状的复合材料管道中。此外，相对于厚板间的复合，薄层间结合的复合具有较大的层间结合力，层间结合得更为紧密，不易脱层，提高了管道的整合性以及力学性能。利用PMI优异的力学性能，在PMI膜与碳纤维膜的相互交替复合形成管壁中，PMI膜对碳纤维层起到承托、补强的作用，使管壁具有高强的抗拉伸性、耐压性。在管壁中，每层PMI膜的厚度占比较小，因此，可以采用多层PMI膜复合的形式使管道具有更大的机械强度，同时，不会使管道的外径明显增加，避免了外径增大使管道的应用场景受限。

优选地，PMI膜呈螺旋状地复合在其内侧碳纤维层的***。

优选地，其形态呈竖直管状，或弧形管状，或弯折管状。任一径向截面的几何中心皆处于同一直线上的管道均可以称为竖直管道，重心处于其管身外部并且不具有弯折结构的管道均可以称为弧形管道，管身包括至少一个弯折拐角的管道皆可以称为弯折管道。

呈螺旋状的复合方式使PMI膜可以更好地适应不同形状的基材，并能够与基材的表面紧密贴合，避免复合PMI膜所产生的死角位，由此能够制作各种一体成型的异型管道，尤其是呈弯折管状的管道，无需在弯折处设置断点，避免了断点处由于不同程度的应力集中而使管道产生不可控的形变和裂纹。

可选地，PMI膜直接包覆在其内侧碳纤维层的***。直接包覆是指PMI膜被采用类似卷烟的方式直接包裹住碳纤维层的***。

根据本发明的另一个方面，提供一种上述碳纤维-PMI复合管道的制备方法，包括以下步骤：S1.在芯轴模具表面卷覆碳纤维作为基底层；S2.在常温下，将PMI膜和碳纤维层卷覆在基底层的***以在基底层的***形成夹层结构，夹层结构为含有至少两层为PMI膜的多层夹心结构；S3.在夹层结构的***卷覆碳纤维层以形成蒙皮层；S4.使组成管壁的各相邻层状结构定型复合；S5.脱去芯轴模具，制得碳纤维-PMI复合管道。

优选地，在S3中，PMI膜以螺旋缠绕的方式卷覆在其相邻内侧的碳纤维层的***。

可选地，在S3中，缠绕PMI膜的操作具体为：在卷覆在芯轴模上的碳纤维层的***涂覆粘胶，然后，在常温下，使PMI膜螺旋缠绕在碳纤维层的***。

可选地，在S3中，缠绕PMI膜的操作具体为：将PMI膜预浸在粘胶中，然后，在常温下，将表面覆盖有粘胶的PMI膜螺旋缠绕在卷覆在芯轴模上的碳纤维层的***。

在上述制备过程中，均可以在常温的条件下，将批量生产的PMI膜直接覆盖在基材的表面，无需增设加热装置或机械切割装置以PMI板材的预成型，对于涉及PMI芯层材料的复合材料的生产制造来说，简化了其制作工序、缩短了其制作周期、降低了其制作成本和能耗，有利于提高生产速度和成品率。

附图说明

图1为PMI板块和PMI膜在常温下的自然状态立体结构示意图；

图2为实施例1制作的竖直管道的过程中，使PMI膜缠绕复合在碳纤维层上的示意图；

图3为实施例1制作的竖直管道的整体结构和层间结构示意图；

图4为对比实施例2中所制作的碳纤维-PMI复合管道的横截面示意图

图5为实施例2制作的横截面呈方形的竖直管道的过程中，使PMI膜直接包覆复合在碳纤维层上的示意图；

图6为实施例3制作的弧形管道的整体结构和层间结构示意图；

图7为实施例4制作的三边式弯折管道的整体结构示意图。

上图中各附图标记的对应关系如下：1.PMI板材，2.碳纤维层，3.PMI膜层，4.PMI内芯，5.直杆型模具。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。

在说明显示于附图中的较佳实施例时，可能基于清楚的目的而使用特别的术语；然而，本说明书所揭露者并不意图被限制在所选择的该特别术语；并且应当理解，每一个特定元件包括具有相同功能、以相似方式操作并达成相似效果的所有等效技术。

实施例1

主要用料：碳纤维、PMI膜。

PMI膜的获取方式：以PMI板材1作为原材料，削切得到厚度为0.2mm的PMI膜。如图1所示，削切前的PMI板材1为硬质板材，在常温下不具有可弯折性和可卷曲性，而经过削切得到的PMI膜，当其厚度达到1mm及以下时，在常温下，具有一定的可卷曲性，可以卷曲呈如图1所示的具有一定韧性的卷幅状，然而，其材料本质并没有改变，也就是说PMI膜保留了PMI所特有的卓越的结构稳定性和机械强度。

竖直管道的制备：

S1.在横截面为圆形的直杆型模具5表面涂覆脱模剂，贴合模具的表面，利用碳纤维缠绕模具，由此构建的第一层碳纤维层2作为管壁的基底层；

S2.夹层结构的扩建

S2.1在作为基底层的碳纤维层2表面涂覆树脂，利用碳纤维缠绕在基底层的***，由此在基底层的***构建2层碳纤维层2；

S2.2在上一步骤所制得的半成品的最外侧碳纤维层2表面涂覆树脂，如图2所示，利用PMI膜贴合并缠绕在碳纤维层2的***，在半成品最外侧的碳纤维层2的***构建1层PMI膜层3，由此形成的PMI膜层3具有螺旋状的纹路；

S2.3在上一步骤所制得的半成品的最外侧PMI膜层3表面涂覆树脂，利用碳纤维贴合并缠绕在PMI膜层3的***，由此在半成品的***再构建1层碳纤维层2；

S2.4重复S2.2–S2.3三次；

S3.在上一步骤所制得的半成品的最外侧碳纤维层2表面涂覆树脂，用碳纤维贴合并缠绕在半成品的***，由此在半成品的***再构建1层碳纤维层2以作为管壁的蒙皮层；

S4.紫外线照射，使粘接各层状结构的树脂交联固化，使管壁定型，在其他实施例中也可以采用加热的方式使树脂交联固化；

S5.脱去直杆状模具，制得竖直管道。

本实施例制得的竖直管道为横截面呈圆形、内径为1cm、管壁的总厚度为1.6mm–1.7mm的管道结构，其整体结构及其管壁的层间结构分别如图3所示，管壁的层间结构为：3层碳纤维层2-1层PMI膜层3-1层碳纤维层2-1层PMI膜层3-1层碳纤维层2-1层PMI膜层3-1层碳纤维层2-1层PMI膜层3-2层碳纤维层2。由于管壁的每一层皆采用连续性的材料以缠绕的方式复合在基材的***，因此本实施例制得的竖直管道的管壁表面没有明显的层间接点。在实际应用中，可以在适当的范围内，根据需要而调整芯层结构的层数以及各层状结构的厚度。

对比实施例1

主要用料：碳纤维、PMI膜。

PMI膜的获取方式：与实施例1类似，以PMI板块作为原材料，削切得到厚度为0.2mm的PMI膜，在常温下，该PMI膜具有一定的可卷曲性。

竖直管道的制备：

S1.在横截面为圆形的直杆型模具5表面涂覆脱模剂，贴合模具的表面，利用碳纤维缠绕模具，由此构建的第一层碳纤维层2作为管壁的基底层；

S2.夹层结构的扩建

S2.1在作为基底层的碳纤维层2表面涂覆树脂，利用碳纤维缠绕在基底层的***，由此在基底层的***构建3层碳纤维层2；

S2.2在上一步骤所制得的半成品的最外侧碳纤维层2表面涂覆树脂，利用PMI膜贴合并缠绕在半成品的***，由此在半成品的***构建4层PMI膜层3；

S2.3在上一步骤所制得的半成品的最外侧PMI膜层3表面涂覆树脂，利用碳纤维贴合并缠绕在半成品的***，由此在半成品的***构建3层碳纤维层2；

S3.在上一步骤所制得的半成品的最外侧碳纤维层2表面涂覆树脂，用碳纤维贴合并缠绕在半成品的***，由此在半成品的***构建1层碳纤维层2以作为管壁的蒙皮层；

S4.紫外线照射，使粘接各层状结构的树脂交联固化，使管壁定型，在其他实施例中也可以采用加热的方式使树脂交联固化；

S5.脱去直杆状模具，制得竖直管道。

本实施例制得的竖直管道为横截面呈圆形、内径为1cm、管壁的总厚度为1.6mm–1.7mm的管道结构，管壁的层间结构为：4层碳纤维层2-4层PMI膜层3-4层碳纤维层2。

对比实施例2

主要用料：碳纤维、PMI板材1。

实心竖直杆状结构的制备：

S1.采用切割器械将PMI板材1铣切成底面半径为0.5cm的圆柱形结构作PMI内芯4；

S2.在PMI内芯4的***涂覆树脂，利用碳纤维缠绕在PMI内芯4的***形成第一层碳纤维层2；

S3.在第一层碳纤维层2的***涂覆树脂，利用碳纤维缠绕在第一层碳纤维层2的***形成第二层碳纤维层2；

S4.重复S3六次，直至完成第八层碳纤维层2的构建；

S5.紫外线照射，使粘接各层状结构的树脂交联固化，使管壁定型，在其他实施例中也可以采用加热的方式使树脂交联固化，制得实心竖直杆状结构。

本实施例制得的实心竖直杆状结构为横截面呈圆形、PMI内芯4的直径为1cm、杆壁的总厚度为1.6mm–1.7mm的管道结构，如图4所示，杆芯为PMI板材1，而杆壁的层间结构由8层碳纤维层2组成。

对比实施例3

主要用料：碳纤维

竖直管道的制备：

S1.在横截面为圆形的直杆型模具5表面涂覆脱模剂，贴合模具的表面，利用碳纤维缠绕模具，由此构建的第一层碳纤维层2作为管壁的基底层；

S2.在作为基底层的碳纤维层2表面涂覆树脂，利用碳纤维缠绕在泡沫芯材的***形成第一层碳纤维层2；

S3.在第一层碳纤维层2的***涂覆树脂，利用碳纤维缠绕在第一碳纤维层2的***形成第二层碳纤维层2；

S4.重复S3十次，直至完成第十二层碳纤维层2的构建；

S5.紫外线照射，使粘接各层状结构的树脂交联固化，使管壁定型，在其他实施例中也可以采用加热的方式使树脂交联固化；

S6.脱去直杆状模具，制得竖直管道。

本实施例制得的竖直管道为横截面呈圆形、内径为1cm、管壁的总厚度为1.6mm–1.7mm的管道结构，管壁的层间结构由12层碳纤维层2组成。

测试例

本实施例以实施例1、对比实施例1、对比实施例2和对比实施例3制得的碳纤维-PMI复合竖直管道作为参试对象，设置承压实验测试。

实验设置方式：

本实施例设置四个实验组，一种参试对象为一个实验组，每个实验组设置5个重复，每个参试对象为一个重复。以分别位于参试对象管身两端的两个四等分点作为受力点，在两个受力点上分别对参试对象施加大小相同、方向皆向下的作用力，以能够压断参试对象的单边作用力的最少值作为参试对象的承压极限。

实验结果

本实施例的参试对象各自对应的承压极限如表1所示，按照承压极限的大小排列：实施例1＞对比实施例1＞对比实施例2＞对比实施例3。从本实施例的承压实验测试，可以得出：对比实施例3制备的碳纤维竖直管道的承压极限是所有参试对象中的最小值，从而证明在PMI与碳纤维膜复合制备复合材料中，PMI和碳纤维彼此间能够起到相互支持、补强的作用，使复合材料与两者单独作用相比，能够达到更强的机械强度；就承压极限来说，对比实施例2对应的值均小于实施例1和对比实施例1分别对应的值，然而，就PMI的用料来说，对比实施例2的以PMI作为实心芯材，因而对比实施例2制作的实心竖直杆状结构的PMI用料量肯定是所有参试对象中最大的，由此证明，使碳纤维和PMI以夹心的三明治形式复合，能够在节省PMI用料的同时有效提高复合材料的机械强度；而将实施例1和对比实施例1制作的参试对象的承压极限进行对比，两者的管壁厚度以及构成管壁的层状结构的种类及对应的层数都相同，仅仅是各层状结构的排布方式不一样，然而实施例1制备的参试对象的承压极限明显高于对比实施例1制备的参试对象的承压极限，由此可以证明，对于呈三明治结构的PMI-碳纤维复合材料来说，夹心的层数越多，复合材料中各薄层间具有更大的层间结合力，层间结合得更为紧密，从而使复合材料具有更大的机械强度。

表1本实施例各参试对象的承压极限值

实施例2

主要用料：碳纤维、PMI膜。

PMI膜的获取方式：与实施例1类似，以PMI板块作为原材料，削切得到厚度为0.3mm的PMI膜，在常温下，该PMI膜具有一定的可卷曲性。

碳纤维的预处理方式：将碳纤维制成碳纤维预浸料。

竖直管道的制备：

S1.在横截面为方形的直杆型模具5表面涂覆脱模剂，贴合模具的表面，将碳纤维预浸料铺覆在模具的表面，构建碳纤维层2以作为管壁的管壁基底，由此构建的第一层碳纤维层2作为管壁的基底层；

S2.夹层结构的扩建

S2.1在作为基底层的碳纤维层2表面涂覆树脂，将碳纤维预浸料铺覆在基底层的***，由此在基底层的***构建1层碳纤维层2；

S2.2在上一步骤所制得的半成品的最外侧碳纤维层2表面涂覆树脂，如图5所示，使PMI膜通过类似卷烟的操作直接包裹并贴合在半成品的***，在半成品的***构建1层PMI膜层3；

S2.3在上一步骤所制得的半成品的最外侧PMI膜层3表面涂覆树脂，将碳纤维预浸料铺覆在半成品的***，由此在半成品的***构建2层碳纤维层2；

S2.4重复S2.2–S2.3一次；

S3.在上一步骤所制得的半成品的最外侧碳纤维层2表面涂覆树脂，将碳纤维预浸料铺覆在半成品的***，在半成品的***构建1层碳纤维层2以作为管壁的蒙皮层；

S4.加热，使粘接各层状结构的树脂交联固化，使管壁定型，在其他实施例中也可以采用紫外光照射的方式使树脂交联固化；

S5.脱去直杆状模具，制得竖直管道。

本实施例制得的竖直管道为横截面呈方形、管壁的总厚度为1.3mm–1.6mm的管道结构，其管壁的层间结构为：2层碳纤维层2-1层PMI膜层3-2层碳纤维层2-1层PMI膜层3-3层碳纤维层2。在实际应用中，可以在适当的范围内，根据需要而调整芯层结构的层数以及各层状结构的厚度。

实施例3

主要用料：碳纤维、PMI膜。

PMI膜的获取方式：与实施例1类似，以PMI板块作为原材料，削切得到厚度为1mm的PMI膜，在常温下，该PMI膜具有一定的可卷曲性。

碳纤维的预处理方式：将碳纤维制成碳纤维预浸料。

PMI膜的预处理方式：将PMI膜预浸在液体状的高能胶中。

弧形管道的制备：

S1.在横截面为圆形的弧形杆状模具表面涂覆脱模剂，贴合模具的表面，将碳纤维预浸料铺覆在模具的表面，由此构建的第一层碳纤维层2作为管壁的基底层；

S2.管壁的扩建

S2.1在作为基底层的碳纤维层2表面涂覆树脂，将碳纤维预浸料铺覆在基底层的***，由此在基底层的***构建1层碳纤维层2；

S2.2贴合上一步骤所制得的半成品的轮廓，将PMI膜缠绕在半成品的***，由此在半成品的***构建1层PMI膜层3；

S2.3贴合上一步骤所制得的半成品的轮廓，将碳纤维预浸料铺覆在半成品的***，由此在半成品的***构建1层碳纤维层2；

S2.4重复S3.2–S3.3两次；

S3.在上一步骤所制得的半成品的最外侧碳纤维层2表面涂覆树脂，将碳纤维预浸料铺覆在半成品的***，在半成品的***构建1层碳纤维层2以作为管壁的蒙皮层；

S4.加热，使粘接各芯层的树脂交联固化，使管壁定型，在其他实施例中也可以采用紫外光照射的方式使树脂交联固化；

S5.脱去弧形杆状模具，制得弧形管道。

本实施例制得的弧形管道为横截面呈圆形、管壁的总厚度为3.6mm–3.9mm的管道结构，其整体结构如图6所示，其管壁的层间结构为：2层碳纤维层2-1层PMI膜层3-1层碳纤维层2-1层PMI膜层3-1层碳纤维层2-1层PMI膜层3-2层碳纤维层2。在实际应用中，可以在适当的范围内，根据需要而调整芯层结构的层数以及各层状结构的厚度。

实施例4

主要用料：碳纤维、PMI膜。

PMI膜的获取方式：与实施例1类似，以PMI板块作为原材料，削切得到厚度为0.8mm的PMI膜，在常温下，该PMI膜具有一定的可卷曲性。

碳纤维和PMI膜的预处理方式：将碳纤维和PMI膜预浸在液体状的高能胶中。

三边式弯折管道的制备：

S1.本实施例采用模具为由3根横截面为圆形的直杆通过连接件组合搭建的三角形模具，在模具表面涂覆脱模剂，贴合模具的表面，利用碳纤维缠绕模具，由此构建的第一层碳纤维层2作为管壁的基底层；

S2.管壁的扩建

S2.1贴合上一步骤所制得的基底层***的轮廓，将碳纤维缠绕在半成品的***，由此在半成品的***构建1层碳纤维层2；

S2.2贴合上一步骤所制得的半成品的轮廓，将PMI膜缠绕在半成品的***，由此在半成品的***构建1层PMI膜层3；

S2.3贴合上一步骤所制得的半成品的轮廓，将碳纤维缠绕在半成品的***，由此在半成品的***构建2层碳纤维层2；

S2.4重复S3.2–S3.3两次；

S3.贴合上一步骤所制得的半成品的轮廓，将碳纤维缠绕在半成品的***，在半成品的***构建1层碳纤维层2以作为管壁的蒙皮层；

S4.紫外光照射，使粘接各层状结构的树脂交联固化，使管壁定型，在其他实施例中也可以采用加热的方式使树脂交联固化；

S5.从管道的开口脱去弧形杆状模具，制得弧形管道。

本实施例制得的三边式弯折管道的弯折处均无管材的断点，为横截面呈圆形、管壁的总厚度为3.3mm–3.5mm的管道结构，其整体结构如图6所示，其管壁的层间结构为：2层碳纤维层2-1层PMI膜层3-2层碳纤维层2-1层PMI膜层3-2层碳纤维层2-1层PMI膜层3-3层碳纤维层2。在实际应用中，可以在适当的范围内，根据需要而调整芯层结构的层数以及各层状结构的厚度。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种碳纤维-PMI复合管道，其特征在于：包括管壁和中空腔体，其管壁由至少三层碳纤维层和至少两层PMI膜卷覆复合而形成，每层所述PMI膜的内侧和外侧均为所述碳纤维层，且所述管壁的基底层和蒙皮层均为所述碳纤维层，所述PMI膜的厚度不超过1mm。

2.如权利要求1所述碳纤维-PMI复合管道，其特征在于：所述PMI膜由100％PMI制成。

3.如权利要求2所述碳纤维-PMI复合管道，其特征在于：所述PMI膜的厚度不超过0.3mm。

4.如权利要求1所述碳纤维-PMI复合管道，其特征在于：所述PMI膜呈螺旋状地缠绕在其内侧碳纤维层的***。

5.如权利要求4所述碳纤维-PMI复合管道，其特征在于：其形态呈竖直管状，或弧形管状，或弯折管状。

6.如权利要求1所述碳纤维-PMI复合管道，其特征在于：所述PMI膜直接包覆在其内侧碳纤维层的***。

7.一种如权利要求1–6任一项所述碳纤维-PMI复合管道的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.在芯轴模具表面卷覆所述碳纤维层作为所述基底层；

S2.在常温下，将所述PMI膜和碳纤维卷覆在所述基底层的***以在所述基底层的***形成夹层结构，所述夹层结构为含有至少两层所述PMI膜的多层夹心结构；

S3.在所述夹层结构的***卷覆所述碳纤维层以形成所述蒙皮层；

S4.使组成所述管壁的各相邻层状结构定型复合；

S5.脱去所述芯轴模具，制得所述碳纤维-PMI复合管道。

8.如权利要求7所述制备方法，其特征在于：在所述S3中，所述PMI膜以螺旋缠绕的方式卷覆在其内侧的所述碳纤维层的***。

9.如权利要求8所述制备方法，其特征在于，在所述S3中，缠绕所述PMI膜的操作具体为：在所述碳纤维层的外侧涂覆粘胶，然后，在常温下，使所述PMI膜螺旋缠绕在所述碳纤维层上。

10.如权利要求8所述制备方法，其特征在于，在所述S3中，缠绕所述PMI膜的操作具体为：将所述PMI膜预浸在粘胶中，然后，在常温下，将表面覆盖有所述粘胶的所述PMI膜螺旋缠绕在所述碳纤维层上。

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