一种芳纶纳米纤维基复合气凝胶及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113278191A(43)申请公布日2021.08.20(21)申请号202110593962.2C08L5/04(2006.01)(22)申请日2021.05.28(71)申请人陕西科技大学地址710021陕西省西安市未央区大学园(72)发明人陆赵情李娇阳花莉黄吉振贾峰峰陈珊珊(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人房鑫(51)Int.Cl.C08J9/26(2006.01)C08L77/10(2006.01)C08L29/04(2006.01)C08L5/08(2006.01)C08L3/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种芳纶纳米纤维基复合气凝胶及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种芳纶纳米纤维基复合气凝胶的制备方法，包括，制备芳纶纳米纤维悬浮液；将芳纶纳米纤维悬浮液与聚合物溶液混合，得到混合浆料；其中，聚合物溶液采用聚乙烯醇溶液、淀粉溶液、壳聚糖溶液及海藻酸钠溶液中的一种；对混合浆料进行冷冻干燥处理，得到所述的芳纶纳米纤维基复合气凝胶；本发明将芳纶纳米纤维悬浮液与聚合物溶液混合，使其在化学结合中形成强烈的分子间氢键作用；具有高长径比的芳纶纳米纤维与聚合物分子的相互缠绕形成交联的网络结构，调控芳纶纳米纤维基气凝胶的微观孔隙结构，使芳纶纳米纤维充分发挥纤维的微观结构的搭桥连接，制备出蜂窝有序结构的气凝胶材料，具有低导热系数，较好的压缩循环性及力学性能。CN113278191ACN113278191A权利要求书1/1页1.一种芳纶纳米纤维基复合气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备芳纶纳米纤维悬浮液；将芳纶纳米纤维悬浮液与聚合物溶液混合，得到混合浆料；其中，聚合物溶液采用聚乙烯醇溶液、淀粉溶液、壳聚糖溶液及海藻酸钠溶液中的一种；对混合浆料进行冷冻干燥处理，得到所述的芳纶纳米纤维基复合气凝胶。2.根据权利要求1所述的一种芳纶纳米纤维基复合气凝胶的指标方法，其特征在于，混合浆料中，芳纶纳米纤维悬浮液的质量浓度为0.05％‑5％；聚合物的质量为芳纶纳米纤维质量的0.5％‑30％。3.根据权利要求1所述的一种芳纶纳米纤维基复合气凝胶的制备方法，其特征在于，芳纶纳米纤维悬浮液制备过程如下：将芳纶、二甲基亚砜、氢氧化钾及水置于容器中，搅拌分散，得到芳纶纳米纤维；将芳纶纳米纤维与水混合，得到芳纶纳米纤维悬浮液。4.根据权利要求3所述的一种芳纶纳米纤维基复合气凝胶的制备方法，其特征在于，芳纶采用聚对苯二甲酰对苯二胺。5.根据权利要求3所述的一种芳纶纳米纤维基复合气凝胶的制备方法，其特征在于，制备芳纶纳米纤维过程，采用在室温条件下，搅拌分散4‑24h。6.根据权利要求1所述的一种芳纶纳米纤维基复合气凝胶的制备方法，其特征在于，采用液氮、冷井或冰箱进行冷冻干燥处理。7.根据权利要求6所述的一种芳纶纳米纤维基复合气凝胶的制备方法，其特征在于，冷冻干燥温度为‑196～‑20℃，冷冻干燥时间为24‑48h。8.一种芳纶纳米纤维基复合气凝胶，其特征在于，所述芳纶纳米纤维基复合气凝胶采用权利要求1‑7任意一项所述的芳纶纳米纤维基复合气凝胶的制备方法制备得到。9.根据权利要求8所述的一种芳纶纳米纤维基复合气凝胶，其特征在于，所述芳纶纳米纤维基复合气凝胶的孔隙率度为97.36％‑99.97％，孔隙尺寸为10‑43μm。10.根据权利要求8所述的一种芳纶纳米纤维基复合气凝胶，其特征在于，所述芳纶纳米纤维基复合气凝胶的密度为4.04‑12.04kg/m3，压缩循环力学性能为31‑500MPa。2CN113278191A说明书1/5页一种芳纶纳米纤维基复合气凝胶及其制备方法技术领域[0001]本发明属于气凝胶材料技术领域，特别涉及一种芳纶纳米纤维基复合气凝胶及其制备方法。背景技术[0002]气凝胶是一种具有低密度、高孔隙率、高比表面积和优异的机械性能的超轻材料，它们在抗菌、保温、吸油催化剂载体及低介电常数衬底等方面有着广泛的应用。近年来，为了提高气凝胶的机械稳定性，特别是韧性，开发了各类高强度的聚合物气凝胶，如聚氨酯气凝胶、纤维素气凝胶、聚酰胺气凝胶及纳米芳纶气凝胶等。其中，具有超高力学性能的轻质纤维成为研究的热点；对位芳纶纤维，即凯夫拉纤维，凭借其高强度、高刚度、良好的介电性能和热稳定性，被用于聚合物的增强；同时，作为绝缘材料、电子材料、结构材料广泛应用于在航空航天、交通电力、国防军事及汽车工业等领域。[0003]由于芳纶纤维结晶度高，表面光滑，缺少化学活性基团，限制了芳纶复合材料的性能和应用；而芳纶纳米纤维(ANF)则能够保持芳纶纤维的结构和性能的同时，继承并超越了宏观芳纶纤维的良好性能；由于纳米材料大的长径