本发明涉及一种利用草蜢翅膀增韧改性环氧树脂的方法，属于环氧树脂制备技术领域。
背景技术：
环氧树脂是泛指含有两个或两个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架，并能通过环氧基团反应形成有用的热固性产物的高分子环氧低聚物。环氧树脂自问世以来，凭借其优良的稳定性能、粘结性能以及较低的易固收缩率和成本等优点，一直广泛应用于涂料、高性能胶粘剂、汽车零件、航空航天等领域。然而固化后的环氧树脂呈现三维网状结构，交联密度高，存在内应力，质脆，抗冲击性、抗疲劳性、耐热性差等不足，大大限制了环氧树脂在高新技术领域内的应用，而常见的增韧材料和环氧树脂基体间相容性差，导致增韧效果不明显。因此，关于环氧树脂增强增韧改性方法的研究备受国内外关注。
草蜢的翅膀与它身体部位一样，都是由角质层构成的，而角质层算是世界上第二大普通天然物质。泰勒表示，他们最近研究发现，草蜢腿部的角质层是世界上最有韧性的天然物质。草蜢翅膀上的交叉经脉间隔近乎完美，正是因为它们，才使得草蜢翅膀上的裂纹每当达到“临界裂纹长度”时，都能及时停止下来。这是大自然赋予草蜢最好的礼物，让它们翅膀的静脉和薄膜在最佳比例的基础上，拥有最高的韧性和最轻的重量。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题：针对目前环氧树脂存在内应力，质脆，韧性差、抗疲劳性、耐热性差等不足，大大限制了环氧树脂在高新技术领域内的应用，而常见的增韧材料和环氧树脂基体间相容性差，导致增韧效果不明显的缺陷，提供了一种利用草蜢翅膀增韧改性环氧树脂的方法。该方法以韧性极佳的天然生物质材料草蜢翅膀为原料，经粉碎后和天然树脂桃胶混合，再加入富含微生物的沼气液混合发酵，在微生物的作用下使草蜢翅膀上接枝桃胶颗粒，得到改性草蜢翅膀，再用其和环氧树脂共混反应，最终制得增韧改性环氧树脂。本发明充分利用了草蜢翅膀近乎完美的交叉经脉间隔结构来对环氧树脂增韧，并且接枝天然桃胶颗粒又有效提高了增韧填料和树脂基体间的相容性，使增韧效果更加显著，既解决了常见增韧材料和树脂基体间相容性差，导致增韧效果不明显的问题，又弥补了环氧树脂质脆、韧性差的缺陷，具有广阔的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）人工捕捉草蜢，拔取草蜢翅膀，依次用无水乙醇和去离子水冲洗3～5次，冲洗结束后自然风干，称取50～80g风干后的草蜢翅膀放入组织粉碎机中粉碎15～20min，得到草蜢翅膀碎片，备用；
（2）从桃树上收集60～80g桃胶并将其倒入装有400～500mL去离子水的烧杯中，再将烧杯移入水浴锅中，加热升温至70～80℃，用搅拌器以200～300r/min转速搅拌20～30min直至桃胶完全溶解，过滤去除滤渣得到桃胶溶液；
（3）将上述得到的桃胶溶液和备用的草蜢翅膀碎片混合后移入陶瓷发酵罐中，使其自然冷却至室温，再收集沼气池中的沼气液，用卧式离心机以2000～3000r/min转速离心处理15～20min，分离得到上清液，量取100～200mL得到的上清液倒入装有桃胶溶液和草蜢翅膀碎片的陶瓷发酵罐中，用搅拌棒搅拌均匀后密封发酵罐，将发酵罐放在30～40℃的温室中自然发酵改性15～20天；
（4）待上述发酵结束后，取出发酵物过滤，分离得到滤渣，去除滤液，再将滤渣用真空冻干机以-35～-30℃的温度和10～13Pa的压力条件下冻干，得到桃胶改性草蜢翅膀碎片；
（5）按重量份数计，称取70～80份环氧树脂、10～15份丙酮、15～20份上述得到的桃胶改性草蜢翅膀碎片和1～3份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷依次装入反应釜中，在90～120℃下搅拌反应1～2h后真空脱气去除丙酮，出料后装桶，包装即得草蜢翅膀增韧改性环氧树脂。
本发明的有益效果是：
（1）本发明提供的利用草蜢翅膀增韧改性环氧树脂的方法，原材料易得，增韧步骤简单易操作，成本低廉；
（2）本发明提供的利用草蜢翅膀增韧改性环氧树脂的方法，可以有效增强环氧树脂韧性及抗冲击强度，经检测，经本发明增韧后的环氧树脂断裂强度达到135MPa以上，抗冲击强度达到35KJ/m2，分别比纯环氧树脂提高了45.5%和155%。
具体实施方式
人工捕捉草蜢，拔取草蜢翅膀，依次用无水乙醇和去离子水冲洗3～5次，冲洗结束后自然风干，称取50～80g风干后的草蜢翅膀放入组织粉碎机中粉碎15～20min，得到草蜢翅膀碎片，备用；从桃树上收集60～80g桃胶并将其倒入装有400～500mL去离子水的烧杯中，再将烧杯移入水浴锅中，加热升温至70～80℃，用搅拌器以200～300r/min转速搅拌20～30min直至桃胶完全溶解，过滤去除滤渣得到桃胶溶液；将上述得到的桃胶溶液和备用的草蜢翅膀碎片混合后移入陶瓷发酵罐中，使其自然冷却至室温，再收集沼气池中的沼气液，用卧式离心机以2000～3000r/min转速离心处理15～20min，分离得到上清液，量取100～200mL得到的上清液倒入装有桃胶溶液和草蜢翅膀碎片的陶瓷发酵罐中，用搅拌棒搅拌均匀后密封发酵罐，将发酵罐放在30～40℃的温室中自然发酵改性15～20天；待上述发酵结束后，取出发酵物过滤，分离得到滤渣，去除滤液，再将滤渣用真空冻干机以-35～-30℃的温度和10～13Pa的压力条件下冻干，得到桃胶改性草蜢翅膀碎片；按重量份数计，称取70～80份环氧树脂、10～15份丙酮、15～20份上述得到的桃胶改性草蜢翅膀碎片和1～3份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷依次装入反应釜中，在90～120℃下搅拌反应1～2h后真空脱气去除丙酮，出料后装桶，包装即得草蜢翅膀增韧改性环氧树脂。
实例1
人工捕捉草蜢，拔取草蜢翅膀，依次用无水乙醇和去离子水冲洗3次，冲洗结束后自然风干，称取50g风干后的草蜢翅膀放入组织粉碎机中粉碎15min，得到草蜢翅膀碎片，备用；从桃树上收集60g桃胶并将其倒入装有400mL去离子水的烧杯中，再将烧杯移入水浴锅中，加热升温至70℃，用搅拌器以200r/min转速搅拌20min直至桃胶完全溶解，过滤去除滤渣得到桃胶溶液；将上述得到的桃胶溶液和备用的草蜢翅膀碎片混合后移入陶瓷发酵罐中，使其自然冷却至室温，再收集沼气池中的沼气液，用卧式离心机以2000r/min转速离心处理15min，分离得到上清液，量取100mL得到的上清液倒入装有桃胶溶液和草蜢翅膀碎片的陶瓷发酵罐中，用搅拌棒搅拌均匀后密封发酵罐，将发酵罐放在30℃的温室中自然发酵改性15天；待上述发酵结束后，取出发酵物过滤，分离得到滤渣，去除滤液，再将滤渣用真空冻干机以-35℃的温度和10Pa的压力条件下冻干，得到桃胶改性草蜢翅膀碎片；按重量份数计，称取70份环氧树脂、10份丙酮、15份上述得到的桃胶改性草蜢翅膀碎片和1份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷依次装入反应釜中，在90℃下搅拌反应1h后真空脱气去除丙酮，出料后装桶，包装即得草蜢翅膀增韧改性环氧树脂。
本发明提供的利用草蜢翅膀增韧改性环氧树脂的方法，原材料易得，增韧步骤简单易操作，成本低廉；可以有效增强环氧树脂韧性及抗冲击强度，经检测，经本发明增韧后的环氧树脂断裂强度达到136MPa，抗冲击强度达到35KJ/m2，具有广阔的应用前景。
实例2
人工捕捉草蜢，拔取草蜢翅膀，依次用无水乙醇和去离子水冲洗4次，冲洗结束后自然风干，称取65g风干后的草蜢翅膀放入组织粉碎机中粉碎18min，得到草蜢翅膀碎片，备用；从桃树上收集70g桃胶并将其倒入装有450mL去离子水的烧杯中，再将烧杯移入水浴锅中，加热升温至75℃，用搅拌器以250r/min转速搅拌2min直至桃胶完全溶解，过滤去除滤渣得到桃胶溶液；将上述得到的桃胶溶液和备用的草蜢翅膀碎片混合后移入陶瓷发酵罐中，使其自然冷却至室温，再收集沼气池中的沼气液，用卧式离心机以2500r/min转速离心处理18min，分离得到上清液，量取150mL得到的上清液倒入装有桃胶溶液和草蜢翅膀碎片的陶瓷发酵罐中，用搅拌棒搅拌均匀后密封发酵罐，将发酵罐放在35℃的温室中自然发酵改性18天；待上述发酵结束后，取出发酵物过滤，分离得到滤渣，去除滤液，再将滤渣用真空冻干机以-33℃的温度和11Pa的压力条件下冻干，得到桃胶改性草蜢翅膀碎片；按重量份数计，称取75份环氧树脂、13份丙酮、18份上述得到的桃胶改性草蜢翅膀碎片和2份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷依次装入反应釜中，在105℃下搅拌反应2h后真空脱气去除丙酮，出料后装桶，包装即得草蜢翅膀增韧改性环氧树脂。
本发明提供的利用草蜢翅膀增韧改性环氧树脂的方法，原材料易得，增韧步骤简单易操作，成本低廉；可以有效增强环氧树脂韧性及抗冲击强度，经检测，经本发明增韧后的环氧树脂断裂强度达到137MPa，抗冲击强度达到35KJ/m2，具有广阔的应用前景。
实例3
人工捕捉草蜢，拔取草蜢翅膀，依次用无水乙醇和去离子水冲洗5次，冲洗结束后自然风干，称取80g风干后的草蜢翅膀放入组织粉碎机中粉碎20min，得到草蜢翅膀碎片，备用；从桃树上收集80g桃胶并将其倒入装有500mL去离子水的烧杯中，再将烧杯移入水浴锅中，加热升温至80℃，用搅拌器以300r/min转速搅拌30min直至桃胶完全溶解，过滤去除滤渣得到桃胶溶液；将上述得到的桃胶溶液和备用的草蜢翅膀碎片混合后移入陶瓷发酵罐中，使其自然冷却至室温，再收集沼气池中的沼气液，用卧式离心机以3000r/min转速离心处理20min，分离得到上清液，量取200mL得到的上清液倒入装有桃胶溶液和草蜢翅膀碎片的陶瓷发酵罐中，用搅拌棒搅拌均匀后密封发酵罐，将发酵罐放在40℃的温室中自然发酵改性20天；待上述发酵结束后，取出发酵物过滤，分离得到滤渣，去除滤液，再将滤渣用真空冻干机以-30℃的温度和13Pa的压力条件下冻干，得到桃胶改性草蜢翅膀碎片；按重量份数计，称取80份环氧树脂、15份丙酮、20份上述得到的桃胶改性草蜢翅膀碎片和3份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷依次装入反应釜中，在120℃下搅拌反应2h后真空脱气去除丙酮，出料后装桶，包装即得草蜢翅膀增韧改性环氧树脂。
本发明提供的利用草蜢翅膀增韧改性环氧树脂的方法，原材料易得，增韧步骤简单易操作，成本低廉；可以有效增强环氧树脂韧性及抗冲击强度，经检测，经本发明增韧后的环氧树脂断裂强度达到138MPa，抗冲击强度达到35KJ/m2，具有广阔的应用前景。