[发明专利]皮胶原纤维增韧热固性树脂的方法及改性热固性树脂

说明书

本发明涉及生物质材料增韧改性热固性树脂技术领域，尤其是涉及一种皮胶原纤维增韧热固性树脂的方法及改性热固性树脂。所述皮胶原纤维增韧热固性树脂的方法，包括如下步骤：热固性树脂预聚体与皮胶原纤维混合均匀后，进行固化反应。本发明利用胶原纤维对热固性树脂进行增韧改性，以实现增韧的效果，同时能够提高热固性树脂的模量。并且，胶原纤维作为一种可再生的天然纤维，其来源广泛，价格便宜，相对于现有的增韧方法而言，成本更低。

技术领域

本发明涉及生物质材料增韧改性热固性树脂技术领域，尤其是涉及一种皮胶原纤维增韧热固性树脂的方法及改性热固性树脂。

背景技术

热固性树脂是一类具有三维交联网状结构的聚合物材料，具有硬度高、耐腐蚀、粘接强度高、难燃、热稳定性好等显著优点，广泛应用于机械、电器、航空、胶粘剂、涂料等领域。但是热固性树脂也有其本身固有的一些缺陷，其中韧性差、脆性大的特点已经制约了热固性树脂在诸多领域的应用。近几十年来，已经有大量学者从事于热固性树脂的增韧改性，而采用的方法一般有五种，即刚性填料增韧(包括纳米刚性粒子、热致性液晶等)、柔性填料增韧(橡胶颗粒、热塑性树脂等)、纤维增韧(玻璃纤维、木质素纤维等)、结构性增韧(构建互穿网络结构、“网络”-“球粒”结构、构造树脂内空腔结构、新型超支化聚合物等)以及分子主链改性增韧(交联基团之间引入长链、刚性主链引入柔性长支链等)。但是，由于大多数热固性树脂是一种价格低廉的通用树脂，目前所采用的大多数增韧材料较热固性树脂而言其价格更高，部分性能优异的增韧材料制备工艺较为复杂。而一些柔性填料、柔性链以及活性基团的引入还会在一定程度上降低热固性树脂的难燃性。此外，对于目前大多数热固性树脂的增韧工艺，在提高热固性树脂韧性的同时，会导致其模量的下降。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供皮胶原纤维增韧热固性树脂的方法，以解决现有技术中存在的无法兼顾对热固性树脂增韧及模量提高的技术问题。

本发明的第二目的在于提供一种采用皮胶原纤维改性得到的改性热固性树脂，该改性热固性树脂具有较好的韧性和较高的模量。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

皮胶原纤维增韧热固性树脂的方法，包括如下步骤：

热固性树脂预聚体与皮胶原纤维混合均匀后，进行固化反应。

本发明利用皮胶原纤维对热固性树脂进行增韧改性，以实现增韧的效果，同时能够提高热固性树脂的模量。并且，皮胶原纤维作为一种可再生的天然纤维，其来源广泛，价格便宜，相对于现有的增韧方法而言，成本更低。

本发明采用的皮胶原纤维，其是一种由三股螺旋的胶原分子依次组装成胶原微元纤维、胶原原纤维、胶原纤维的多级结构聚集体，即使在液氮氛围中仍能表现出极佳的韧性。

并且，皮胶原纤维的分子结构表面含有大量的具有反应活性的氨基、羧基以及羟基。而大多数热固性树脂的聚合就是依靠分子结构中的氨基、羧基、羟基、酸酐、酰氯以及酯基的反应。皮胶原纤维分子的引入会在热固性树脂的刚性结构之间引入柔性链段，从而实现热固性树脂的增韧。且皮胶原纤维是一种易于变形的柔性纤维，将其填充进入热固性树脂中，能够吸收传递能量，产生阻碍银纹向裂纹转变的作用。同时，皮胶原纤维是具有高比表面积的大分子，其自身分子间的缠结有利于在热固性树脂之中形成半互穿网络(semi-IPN)结构，便于能量在整个材料中的传递，起到结构性增韧的改性效果；进一步的，利用皮胶原纤维的高强度和高模量，在增韧的同时提高树脂的模量。

此外，本发明经皮胶原纤维增韧处理的热固性树脂，不会降低热固性树脂的难燃性。

在本发明一具体实施方式中，将所述皮胶原纤维进行预处理，所述预处理的方法包括将皮胶原纤维原料进行活化处理和/或微变性处理。