一种基于聚多巴胺-铁络合纳米微球改性碳纤维和其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于聚多巴胺‑铁络合纳米微球改性碳纤维和其制备方法，制备方法包括如下步骤：1)碳纤维去剂处理；2)聚多巴胺‑铁络合纳米微球的制备；3)配制聚多巴胺‑铁络合纳米微球溶液，将步骤1)处理后的去剂碳纤维浸渍其中后取出干燥，得到聚多巴胺‑铁络合纳米微球改性碳纤维。利用本发明专利技术制备的改性碳纤维在碳纤维表面均匀吸附有富含生物基团的聚多巴胺‑铁络合纳米微球，能使其增强的环氧树脂复合材料界面粘结强度提高14.0％～56.4％，本发明专利技术首次利用聚多巴胺‑铁络合纳米微球改性碳纤维，拓展了新型有机纳米粒子在碳纤维表面改性和复合材料界面工程中的应用，该方法简单、成本低且绿色环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料的表面与界面改性应用，具体涉及一种基于聚多巴胺-铁络合纳米微球改性碳纤维和其制备方法。

技术介绍

1、国家追求低能耗、低污染和低排放的同时，碳纤维增强树脂基复合材料以其优异的比强度和比模量成为关注的焦点。然而，碳纤维表面呈化学惰性，与树脂基体润湿性较差，使界面分层一直是困扰复合材料高性能长寿命应用的瓶颈。鉴于此，通过各种表面工程策略优化碳纤维表面活性的工作已经被报道，其中纳米粒子杂化改性因纳米材料优异的力学性能、巨大的比表面积和多样性(石墨烯及其衍生物、碳纳米管、mxenes、二氧化锆、二氧化硅、氧化锌等无机纳米材料以及芳纶纳米纤维、多面体低聚硅氧烷等有机纳米材料)而备受青睐。

2、随着环保意识的增强，利用生物基材料或将其转化为生产化学品是应对低碳经济的有效途径之一。然而，利用生物纳米材料进行复合材料界面工程调节的研究相对较少，目前仅有纳米纤维素的报道。尽管承受着不断地海浪冲击，海洋生物贻贝却能依靠其浓密的足丝牢牢地附着在岩礁上，这已被证明与铁离子(fe3+)与含儿茶酚的蛋白质相螯合有关。受此启发，本专利创新性的制备聚多巴胺-本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于聚多巴胺-铁络合纳米微球改性碳纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于聚多巴胺-铁络合纳米微球改性碳纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中冷凝回流温度为80-100℃，时间为12-96h。

3.根据权利要求1所述的基于聚多巴胺-铁络合纳米微球改性碳纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中三价铁离子化合物包括三氯化铁、硫酸铁、硝酸铁、溴化铁或它们的水合物中的一种。

4.根据权利要求1所述的基于聚多巴胺-铁络合纳米微球改性碳纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲液由三(羟甲...

【技术特征摘要】

1.一种基于聚多巴胺-铁络合纳米微球改性碳纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于聚多巴胺-铁络合纳米微球改性碳纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中冷凝回流温度为80-100℃，时间为12-96h。

3.根据权利要求1所述的基于聚多巴胺-铁络合纳米微球改性碳纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中三价铁离子化合物包括三氯化铁、硫酸铁、硝酸铁、溴化铁或它们的水合物中的一种。

4.根据权利要求1所述的基于聚多巴胺-铁络合纳米微球改性碳纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲液由三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐和去离子水按质量比1:(500-1000)配制而成。

5.根据权利要求1所述的基于聚多巴胺-铁络合纳米微球改性碳纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中反应时间为3-8h，离心速率为4000-10000rpm，至少3次去离子水清洗，冷冻干燥温度为-30--60℃。

6.根据权利要求1所述的基于聚多巴胺-铁络合纳米微球改性碳纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中聚多巴胺-铁络合纳米微球溶液的溶剂采用无水乙醇、硅烷偶联剂溶液或胺类高...

【专利技术属性】
技术研发人员：武清，肖伯麟，邓昊，姚仁杰，李娅婷，靳丹，雷彦阳，朱建锋，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：