蛋白质-碳纳米纤维/环氧树脂复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种蛋白质‑碳纳米纤维/环氧树脂复合材料及其制备方法，属于改性纳米复合材料制备及应用技术领域，该方法包括，称取定量的蛋白质放入乙酸与去离子水的混合溶液中，进行恒温搅拌，随后加入定量的碳纳米纤维，先后进行蛋白质变性和碳纳米纤维改性；然后进行抽滤、洗涤和干燥，得到蛋白质接枝改性的碳纳米纤维；称取定量的蛋白质改性CNFs，加入预热的环氧树脂中，制备得到蛋白质‑碳纳米纤维/环氧树脂复合材料。本发明专利技术实现了碳纳米纤维的蛋白质接枝，蛋白质改性碳纳米纤维在环氧树脂中的均匀分散，以及与环氧树脂分子间较强的相互作用，有效提升了复合材料的力学性能。具有工艺简单，绿色环保以及性能更优的特点。

Protein-carbon nanofibers/epoxy resin composites and their preparation methods

【技术实现步骤摘要】
蛋白质-碳纳米纤维/环氧树脂复合材料及其制备方法
本专利技术属于改性纳米复合材料制备及应用
，更具体地，涉及一种蛋白质-碳纳米纤维/环氧树脂复合材料及其制备方法。
技术介绍
碳纤维增强环氧复合材料具有优异的比强度和比刚度，抗疲劳性，环境适应性和剪切性能，已广泛应用于航空航天工业。然而，环氧树脂基体相对较差的强度和绝缘性质阻碍了复合材料的高机械性能和多功能性能的实现，例如潜在的抗雷击和电磁屏蔽结构材料。因此，为了开发其各种应用领域，需要具有优异机械和电气性能的高级环氧树脂。碳纳米纤维具有优异的力学性能、电学性能、热学性能和光学性能。将碳纳米纤维作为纳米填料与环氧树脂复合，可以提高环氧树脂多功能性。然而，如果原始碳纳米纤维直接与环氧树脂混合，强烈的范德瓦尔斯相互作用将驱使碳纳米纤维团簇和聚集，这可能导致环氧树脂的性能下降。因此，首先对碳纳米纤维进行表面处理显得非常有必要。如何对碳纳米纤维进行表面处理，避免强烈的范德瓦尔斯相互作用驱使碳纳米纤维团簇和聚集，提高碳纳米纤维环氧树脂复合材料性能，成为本领域的技术难题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种蛋白质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蛋白质‑碳纳米纤维/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)称取2a份质量的蛋白质粉末溶解在1000a份质量的去离子水或者由质量比为4:1的无水乙酸与去离子水配置成的乙酸溶液中，进行蛋白质的恒温搅拌变性；(2)将步骤(1)得到的混合液冷却至室温，然后加入a～8a份质量的碳纳米纤维，对碳纳米纤维进行改性处理；(3)将步骤(2)得到的混合液进行固液分离，将分离得到的固体采用去离子水洗涤至中性以后，放入真空干燥箱中干燥，然后进行研磨，得到蛋白质接枝的碳纳米纤维；(4)称量1.3b份质量的步骤(3)得到的蛋白质接枝的碳纳米纤维，加入到预热的400b～1000b份质量的环氧树...

【技术特征摘要】
1.一种蛋白质-碳纳米纤维/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)称取2a份质量的蛋白质粉末溶解在1000a份质量的去离子水或者由质量比为4:1的无水乙酸与去离子水配置成的乙酸溶液中，进行蛋白质的恒温搅拌变性；(2)将步骤(1)得到的混合液冷却至室温，然后加入a～8a份质量的碳纳米纤维，对碳纳米纤维进行改性处理；(3)将步骤(2)得到的混合液进行固液分离，将分离得到的固体采用去离子水洗涤至中性以后，放入真空干燥箱中干燥，然后进行研磨，得到蛋白质接枝的碳纳米纤维；(4)称量1.3b份质量的步骤(3)得到的蛋白质接枝的碳纳米纤维，加入到预热的400b～1000b份质量的环氧树脂中，分散均匀，得到第一混合物；(5)将步骤(4)得到的第一混合物冷却至室温，加入与环氧树脂的质量配比为10:3的固化剂，搅拌分散，室温下去除气泡得到第二混合物；(6)将步骤(5)得到的第二混合物进行固化，固化结束以后进行自然冷却，得到蛋白质-碳纳米纤维环氧树脂复合材料。2.根据权利要求1所述的一种蛋白质-碳纳米纤维/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述蛋白质为TypeA型动物皮明胶Gelatin或者大豆分离蛋白SPI；所述蛋白质的恒温搅拌变性中温度为55～60℃，搅拌时间55～60min。3.根据权利要求1所述的一种蛋白质-碳纳米纤维/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，对碳纳米纤维进行改性处理的方式为，冷却环境下尖端超声处理，接着进行恒...

【专利技术属性】
技术研发人员：李毅超，曾利建，李仁府，仲伟虹，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42