[发明专利]多巴胺改性玻璃纤维-环氧树脂复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种多巴胺改性玻璃纤维‑环氧树脂复合材料的制备方法，包括：配置多巴胺盐酸溶液，调节pH，将玻璃纤维加入多巴胺盐酸溶液中浸泡，避光振荡，将玻璃纤维清洗，烘干；将多巴胺改性的玻璃纤维与环氧树脂共混，得到复合材料，本发明采用多巴胺进行玻璃纤维的表面修饰改性，多巴胺聚合条件简单，环境温和，所得改性玻璃纤维表面的多巴胺形貌分布均匀，厚度可控。本发明中多巴胺自聚合反应流程简单，操作便捷，重复性好，成本低，可实现大规模玻璃纤维的修饰改性及应用。本发明基于多巴胺修饰改性玻璃纤维，通过多巴胺的功能基团与环氧树脂复合材料的有效结合，制备高性能多巴胺修饰玻璃纤维增强环氧树脂复合材料。

主权项

1.一种多巴胺改性玻璃纤维‑环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、配置多巴胺盐酸溶液，调节pH到8～10，然后将玻璃纤维加入多巴胺盐酸溶液中，并向其中通入氮气使溶液中氮气饱和，密封，然后置于2.5MeV、40mA的电子加速器中进行辐照搅拌处理，辐照剂量率为100～200kGy/h，辐照剂量为500～1500kGy，搅拌速度为100～200r/min，然后将玻璃纤维清洗，30～40℃烘干；得到多巴胺改性的玻璃纤维；所述多巴胺盐酸溶液的浓度为3～10mg/mL；所述玻璃纤维与多巴胺盐酸溶液玻璃纤维质量体积比为1：5～10；步骤二、按重量份，将50～100份环氧树脂和10～30份多巴胺改性的玻璃纤维加入混合机中，在50～60℃下以每分钟1000～1200转的转速混合30分钟，混合好的物料采用挤出机熔融挤出造粒，加热温度为200～235℃，机头挤出温度为210～220℃；所述挤出机采用超声挤出一体化装置，挤出造粒采用在超声波功率800～1000W，频率为30～50KHz作用下进行；所述超声挤出一体化装置的螺杆转速为80～150r/min；所述超声挤出一体化装置的温度设置分别是：一区温度120‑150℃，二区温度170‑230℃，三区温度180‑240℃，四区温度200‑250℃，机头温度为220‑260℃，混合料在挤出机中停留时间4～10min，压力为5～10MPa；所述步骤一中，对玻璃纤维进行预处理：按重量份，将3～9份魔芋葡甘聚糖加入90～150份超纯水中，搅拌得到胶黏状浊液；将50～80份胶黏状浊液置于恒温槽中，并加入10～20份玻璃纤维、3～5份质量分数为50％的聚乙烯吡咯烷酮溶液和1～3份戊二醛，选用探头式脉冲超声波仪器对玻璃纤维进行预处理，所述探头式脉冲超声波仪器的探头插入胶黏状浊液下5～10cm，胶黏状浊液液面高度保持15～20cm，脉冲时间为15～20s，占空比为60％～85％，恒温槽中控制温度为50～60℃，声强为300～600W/cm²，超声频率40～55KHz，处理时间为90～150分钟；所述探头的直径为20mm。