各向异性的纳米纤维素/蒙脱土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CN105315482A(43)申请公布日2016.02.10(21)申请号201510870025.1(22)申请日2015.12.02(71)申请人南京林业大学地址210037江苏省南京市龙蟠路159号(72)发明人何文李吉平金辉田佳西(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)11350代理人王清义(51)Int.Cl.C08J9/28(2006.01)C08L1/02(2006.01)C08K3/34(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称各向异性的纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种各向异性的纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶，由纳米纤维素悬浮液与蒙脱土悬浮液混合后冰冻铸造而成。并公开了其制备方法，其步骤包括：(1)分别配制纳米纤维素悬浮液与蒙脱土悬浮液；(2)将蒙脱土悬浮液与纳米纤维素悬浮液混合成均匀分散的纳米纤维素/蒙脱土悬浮液；(3)将纳米纤维素/蒙脱土悬浮液冰冻铸造成纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶。本发明通过添加蒙脱土提高纳米纤维素气凝胶的刚度和耐热性，并通过定向冷淡干燥法制备成一种各向异性的蜂窝状气凝胶，由于此气凝胶的受力主要依靠材料的细胞壁拉伸而非材料自身的弯曲变形，因而其力学性能优于通过普通冷冻干燥法制备的各向同性的泡沫状纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶。CN105315482ACN105315482A权利要求书1/1页1.一种各向异性的纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶，由纳米纤维素悬混液与蒙脱土悬混液混合后冰冻铸造而成。2.根据权利要求1所述的各向异性的纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶，其特征在于：所述纳米纤维素悬混液的质量浓度为0.3～1％。3.根据权利要求2所述的各向异性的纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶，其特征在于：所述蒙脱土悬混液的质量浓度为0.1～2％。4.根据权利要求3所述的各向异性的纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶，其特征在于：纳米纤维素与蒙脱土的质量比为0.5:1～1:1。5.一种各向异性的纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶的制备方法，其步骤包括：(1)分别配制纳米纤维素悬浮液与蒙脱土悬浮液；(2)将蒙脱土悬浮液与纳米纤维素悬浮液混合成纳米纤维素/蒙脱土悬浮液并分散；(3)将纳米纤维素/蒙脱土悬浮液冰冻铸造成纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶。6.根据权利要求5所述的各向异性的纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)中纳米纤维素悬浮液的配制方法为：取定量的纳米纤维素用去离子水配置成浓度为0.5～1.5％纳米纤维素悬浮液，然后在室温下通过磁力搅拌器搅拌均匀，最后超声分散，然后离心，获得到质量分数为0.3～1％的纳米纤维素悬浮液。7.根据权利要求5所述的各向异性的纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)中蒙脱土悬浮液的配制方法为：取定量的蒙脱土放入烘箱中干燥，然后用去离子水配置成浓度为0.5～4％蒙脱土悬浮液；通过磁力搅拌器在室温下搅拌超过140小时，再超声处理，然后在离心，得到质量分数为0.1～2％的蒙脱土悬浮液。8.根据权利要求5所述的各向异性的纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(2)中蒙脱土悬浮液与纳米纤维素悬浮液混合比例根据纳米纤维素与蒙脱土的质量比而定，纳米纤维素与蒙脱土的质量比为：0.5:1～1:1。9.根据权利要求8所述的各向异性的纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(2)中纳米纤维素/蒙脱土悬浮液的分散方法为：将纳米纤维素/蒙脱土混合液在室温下通过磁力搅拌器搅拌12～24h，然后用剪切混合器混合，再超声处理，最后离心取上清液。10.根据权利要求5所述的各向异性的纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(3)中冰冻铸造法为：A、纳米纤维素/蒙脱土悬浮液通过旋转蒸发仪处理后得到浓缩8～12倍的悬浮液，然后立即经过剪切混合器处理；B、将浓缩悬浮液倒入耐低温树脂模具中，并用铜质底板将其密封；C、将模具放在冻铸系统中的铜质指型冷冻器上，开始快速冷冻，当冷冻温度达到2～10℃时，将冷冻速率设置为5～10℃/min，匀速冷冻到-140～-160℃，然后保持恒温，直到浓缩悬浮液完全凝固；D、待浓缩悬浮液完全凝固后，将凝固后的纳米纤维素/蒙脱土从聚四氟乙烯模具中脱模，然后冻干。2CN105315482A说明书1/5页各向异性的纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及各向异性的纳米纤维素/蒙脱土复合气凝胶及其制备方法，属于生物工程以及新材料领域。背景技术[0002]气凝胶又称干凝胶，是指将凝胶中的大部分溶剂脱除，使得凝胶的空间网状结构中充满气体介质的块状材料。