本发明专利技术属于碳纤维技术领域，公开了一种基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维及其纳米碳纤维高熔点组合物与应用。该基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维通过硝酸钴改性细菌纤维素得到。本发明专利技术通过利用硝酸钴溶液对细菌纤维素进行改性，将氧化钴引入超细微纤维网状结构中，使得网络结构更加牢固，为复合材料提供更好的化学稳定性，起到无机相容性的作用。本发明专利技术还提供了一种基于该基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维的高熔点组合物，利用该纳米纤维素的特殊结构解决了高熔点聚合物相容性差的问题，使得到的组合物具有良好的相容性和优异的力学性能，本发明专利技术制备得到的高熔点组合物的拉伸强度与PEEK比较，最高可提高92Mpa。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳纤维
，特别设及一种基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维及 其纳米碳纤维高烙点组合物与应用。
技术介绍
细菌纤维素炬C)是一种友好的纳米材料，与植物纤维素相比，不含木质素和半纤 维素等伴生产物，同时具有高结晶度、高聚合度、超精细的网络结构、极高的抗张强度和优 异的生物相容性，在医用材料、食品、化工等领域的应用受到人们广泛的关注。作为一种新 型的环境友好、性能优异的材料，细菌纤维素在复合材料方面的应用也逐渐被开发，目前主 要集中在W下几个方面；（1)利用细菌纤维素优异的力学性能用于增强高分子材料；（2)同 时利用细菌纤维素的微纤尺寸小于可见光波长的十分之一的特性和高强度，制备增强的透 明材料；（3)利用细菌纤维素的超精细结构，原位制备有机-无机杂化材料。 细菌纤维素在食品、医学等方面的相关研究比较多，但用于复合材料的研究还比 较少。细菌纤维素用于增强高分子基体，如细菌纤维素改性聚乳酸，提高了其弹性模量和 断裂伸长率；与聚氨醋复合，提高了其拉伸模量；浸入酪醒树脂中，制备得高强度复合材料 等，基本限于在低烙点、中低粘度的聚合物中的应用。石墨締微片、碳纤维、碳纳米管、纳米 金刚石等刚性粒子也具有提高基体相容性作用，但是效果不明显。已有报道，化en等将BC 浸泡于KMn〇4/K2S〇4溶液中获得了 BC@Mn〇2纳米复合材料，Wu等W BC为模板制备了 BC基碳 纳米纤维气凝胶。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种基于碳化 细菌纤维素的纳米碳纤维。本专利技术将BC浸泡于硝酸钻溶液改性，得到细菌纤维素的纳米碳 纤维，其上氧化钻牢固地粘附在细菌纤维素网络表面，形成了新的网络结构即刷子结构。 本专利技术另一目的在于提供一种上述纳米碳纤维的制备方法。 本专利技术再一目的在于提供一种基于上述纳米碳纤维的高烙点组合物。本专利技术W高 烙点、中高粘度的工程塑料，如聚苯硫離（PPS)、聚離離酬（PEEK)、聚酷胺（PA)为基体，通过 加入本专利技术的基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维作为无机相容剂，降低共混体系的相稠， 提高了两相基体的相容性，其表面粘附的氧化钻能够提高复合材料的化学稳定性，使该高 烙点组合物获得优异的性能。 本专利技术再一目的在于提供上述纳米碳纤维在复合材料领域中的应用。[000引本专利技术再一目的在于提供上述高烙点组合物在航空航天、汽车制造、工业、医疗器 械领域中的应用。 本专利技术的目的通过下述方案实现： 一种基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维，通过硝酸钻改性细菌纤维素获得。经硝 酸钻改性，氧化钻牢固的粘附于细菌纤维素精细网络表面。 上述基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维可通过包括W下具体步骤的制备方法得 到； 将细菌碳纤维浸泡于水中进行充分浸泡后，除去水分，浸泡于硝酸钻水溶液中，取 出，冷冻干燥，高温锻烧，得到粉末状基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维。 所述的高温锻烧优选为在800?1000°C下锻烧8?12h。 所述的充分浸泡优选浸泡在水中20h W上。对BC进行水浸泡，用于除去BC内的 酸溶液。 所用硝酸钻水溶液的浓度并无特别限制，可根据生产需要进行任意调整，优选为 0. 5 ?3mol/L。 所述浸泡于硝酸钻水溶液中的时间并无特别限制，可根据生产需要进行任意调 整，优选为3?化。优选地，上述浸泡过程中不断揽拌。 所述的除去水分可通过常用的方法除去水分即可，如加压挤出水分等。[001引上述方法制备得到的基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维，其形成了新的网络结 构，可应用于各种复合材料领域中。 一种基于上述基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维的纳米碳纤维高烙点组合物，包 括W下重量份的组分： 聚合物A 9?50份； 聚合物B 50?90份； 基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维 0. 1?8份； 所述聚合物A和聚合物B均优选为烙融温度大于260°C的聚合物。其中，所述聚合 物A优选包括聚離離酬（PEEK)和聚酷胺（PA)中的至少一种；所述聚合物B优选为聚苯硫 離（PPS)。本专利技术特别选用流动性好、易加工的PPS，与粘度较高、较难加工的PEEK或PA共 混。共混体系中，PPS质量份数占主要部分为基体相，PE邸或PA为分散相，该组合有利于高 烙点组合物的加工成型。同时，也由于上述聚合物A和聚合物B的烙融温度高，相容性差， 所得体系性能不好。 本专利技术通过添加本专利技术的基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维作为无机相容剂，利 用其特殊结构及表面粘附的氧化钻，降低体系的相稠，提高了两相聚合物的相容性，使分散 相的粒径明显降低，并提高组合物的化学稳定性及机械强度等性能，使该高烙点组合物获 得优异的性能，拉伸强度得到显著的提高。 本专利技术还提供了一种上述纳米碳纤维高烙点组合物的制备方法，包括W下步骤： 将基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维、聚合物A和聚合物B混合，经挤出机烙融挤出、造粒， 得到高烙点组合物。 所述的聚合物A和聚合物B优选于真空干燥箱中100°C干燥1化备用。 本专利技术的高烙点组合物的拉伸强度比起纯PE邸最多可提高92Mpa，分散相粒径降 至0.3 ym，其优异的力学性能，可广泛应用于航空航天、汽车制造、工业、医疗器械等领域 中。[002引本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果： (1)本专利技术通过利用硝酸钻溶液对细菌纤维素进行改性，将氧化钻引入超细微纤 维网状结构中，使得网络结构更加牢固，为复合材料提供更好的化学稳定性，起到无机相容 性的作用。 (2)本专利技术还提供了一种基于该基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维的高烙点组合 物，利用该纳米纤维素的特殊结构解决了高烙点聚合物相容性差的问题，使得到的组合物 具有良好的相容性和优异的力学性能，本专利技术制备得到的高烙点组合物的拉伸强度与PEEK 比较，最高可提高92Mpa。【附图说明】 图1为本专利技术纳米碳纤维改性机理示意图。【具体实施方式】 下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限 于此。 下列实施例中，各性能参数的测试方法如下： (1)根据ASTM-D 638-2008《塑料拉伸性能标准测试方法》测定高烙点聚合物及 制备得到的高烙点组合物的拉伸强度，本专利技术所选的S种高烙点聚合物PEEK、PA、PPS中， PEEK的拉伸强度最高，为130MPa。将本专利技术制备得到的高烙点组合物的拉伸强度与PEEK 比较，最高可提高92Mpa。 (2)分散相颗粒平均粒径的表征方法为数量平均直径系【主权项】1. 一种基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维，其特征在于通过硝酸钻改性细菌纤维素得 到。2. 根据权利要求1所述的基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维，其特征在于通过包括W 下具体步骤的制备方法得到： 将细菌碳纤维浸泡于水中进行充分浸泡后，除去水分，浸泡于硝酸钻水溶液中，取出， 冷冻干燥，高温锻烧，得到基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维。3. 根据权利要求1所述的基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维，其特征在于：所述的高 温锻烧为在800?1000°C下锻烧8?12h。4. 根据权利要求1所述的基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维，其特征在于：所用硝酸 钻水溶液的浓度为0. 5?3mol/L。5. 根据权利要求1所述的基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维，其特征在于：所述浸泡 于硝本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维，其特征在于通过硝酸钴改性细菌纤维素得到。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林志丹，邓淑玲，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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