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专利号: 2019109738235
申请人: 中南林业科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-05-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种纳米纤维素/硼砂/聚乙烯醇自愈合水凝胶的制备方法,其特征在于它是按以下步骤进行的:一、去木质素:

①、将纤维素原料切割并研磨,得到粉料;

②、将粉料浸渍于NaOH与Na2SO3的混合溶液中,并在温度为90℃~100℃的水浴锅中加热0.1h~10h,然后倒出废液,得到NaOH与Na2SO3处理后的粉料;

所述的NaOH与Na2SO3的混合溶液由浓度为1mol/L~10mol/L的NaOH溶液和浓度为

0.1mol/L~10mol/L的Na2SO3溶液按体积比为1:(0.1~10)混合而成;

③、将NaOH与Na2SO3处理后的粉料用去离子水煮沸0.5h~5h,然后倒出废液;

④、更换去离子水,然后按步骤一③重复直至废液无色,再在常温下,以去离子水为洗涤液清洗,直至洗涤液为中性,得到初步清洗后的粉料;

⑤、将初步清洗后的粉料浸渍于浓度为0.1mol/L~5mol/L的H2O2溶液中,然后在温度为

90℃~100℃的条件下,加热0.5h~10h,最后常温下用去离子水清洗,冷冻干燥,得到去木质素的粉料;

二、制备纤维素分散液:

将去木质素的粉料均匀分散在去离子水中,在功率为200W~500W及温度为10℃~30℃的条件下,超声处理3h~4h,将超声得到的上层絮状液体置于离心机中,在转速为2000r/min~10000r/min的条件下,离心1min~10min,得到纤维素分散液;

所述的去木质素的粉料的质量与去离子水的体积比为1g:(100~1000)mL;

三、制备水凝胶:

向纤维素分散液中加入聚乙烯醇,在温度为90℃~100℃的油浴锅中,磁力搅拌至完全溶解,然后加入硼砂,在温度为90℃~100℃的油浴锅中,继续加热0.5h~10h,得到混合液,将混合液倒入模具中,室温下静置2h~72h,取出样品,得到纳米纤维素/硼砂/聚乙烯醇自愈合水凝胶;

所述的纤维素分散液的体积与聚乙烯醇的质量比为(10~20)mL:1g;所述的硼砂与聚乙烯醇的质量比为(0.1~5):1。

2.根据权利要求1所述的一种纳米纤维素/硼砂/聚乙烯醇自愈合水凝胶的制备方法,其特征在于步骤一①中所述的纤维素原料为竹材、巴尔沙木或秸秆。

3.根据权利要求1所述的一种纳米纤维素/硼砂/聚乙烯醇自愈合水凝胶的制备方法,其特征在于步骤一②中将粉料浸渍于NaOH与Na2SO3的混合溶液中,并在温度为90℃~100℃的水浴锅中加热5h~10h,然后倒出废液,得到NaOH与Na2SO3处理后的粉料。

4.根据权利要求1所述的一种纳米纤维素/硼砂/聚乙烯醇自愈合水凝胶的制备方法,其特征在于步骤一②中所述的NaOH与Na2SO3的混合溶液由浓度为2.5mol/L~10mol/L的NaOH溶液和浓度为0.4mol/L~10mol/L的Na2SO3溶液按体积比为1:(1~10)混合而成。

5.根据权利要求1所述的一种纳米纤维素/硼砂/聚乙烯醇自愈合水凝胶的制备方法,其特征在于步骤一⑤中将初步清洗后的粉料浸渍于浓度为2.5mol/L~5mol/L的H2O2溶液中,然后在温度为90℃~100℃的条件下,加热1h~10h,最后常温下用去离子水清洗,冷冻干燥,得到去木质素的粉料。

6.根据权利要求1所述的一种纳米纤维素/硼砂/聚乙烯醇自愈合水凝胶的制备方法,其特征在于步骤二中将去木质素的粉料均匀分散在去离子水中,在功率为300W~500W及温度为25℃~30℃的条件下,超声处理3h~4h,将超声得到的上层絮状液体置于离心机中,在转速为4000r/min~10000r/min的条件下,离心5min~10min,得到纤维素分散液。

7.根据权利要求1所述的一种纳米纤维素/硼砂/聚乙烯醇自愈合水凝胶的制备方法,其特征在于步骤二中所述的去木质素的粉料的质量与去离子水的体积比为1g:(100~500)mL。

8.根据权利要求1所述的一种纳米纤维素/硼砂/聚乙烯醇自愈合水凝胶的制备方法,其特征在于步骤三中向纤维素分散液中加入聚乙烯醇,在温度为95℃~100℃的油浴锅中,磁力搅拌至完全溶解,然后加入硼砂,在温度为95℃~100℃的油浴锅中,继续加热8h~

10h,得到混合液,将混合液倒入模具中,室温下静置48h~72h,取出样品,得到纳米纤维素/硼砂/聚乙烯醇自愈合水凝胶。

9.根据权利要求1所述的一种纳米纤维素/硼砂/聚乙烯醇自愈合水凝胶的制备方法,其特征在于步骤三中所述的纤维素分散液的体积与聚乙烯醇的质量比为(16~20)mL:1g。

10.根据权利要求1所述的一种纳米纤维素/硼砂/聚乙烯醇自愈合水凝胶的制备方法,其特征在于步骤三中所述的硼砂与聚乙烯醇的质量比为(0.3~5):1。