本發(fā)明涉及一種聚二甲基硅氧烷(pdms)/納米纖維素氣凝膠復合材料及其制備方法，屬于材料加工領域。

背景技術：

1、纖維素氣凝膠和是一種綠色可生物降解的納米多孔材料。它具有二氧化硅氣凝膠和聚合物氣凝膠的優(yōu)異性能，低密度、高比表面積、高孔隙率等，同時又具有天然纖維素氣凝膠自身的獨特性能，這使得纖維素纖維素氣凝膠在催化、吸附、燃料電池、熱絕緣等領域有良好的應用價值。由于纖維素氣凝膠具有良好的親水性、機械力學性能較差以及熱穩(wěn)定性較差，限制了其更廣泛的應用。針對這些情況，需要開發(fā)開發(fā)具有優(yōu)良拒水性、力學性質和熱穩(wěn)定性的納米纖維素基氣凝膠復合材料?，F有技術cn201810762125.6、cn201810762178.8等其他公開的現有技術和文獻中利用聚二甲基硅氧烷與納米纖維素復合的報道中，利用溶劑置換的方式制備了聚而甲基硅氧烷/納米纖維素復合膜材料。溶劑置換過程中要用到大量的有機溶劑，有機溶劑在逐漸完全替換水的過程中需要很長的時間，有機溶劑的使用同時對環(huán)境會有潛在的危害。因此需要發(fā)明一種聚二甲基硅氧烷/納米纖維素氣凝膠復合材料及其制備方法，該方法制備的聚二甲基硅氧烷/納米纖維素氣凝膠復合材料具有優(yōu)異的拒水性能，力學性質以及熱穩(wěn)定性，同時制備方法速度較快效率較高，有機溶劑可回收再利用。本發(fā)明提供一種聚二甲基硅氧烷/納米纖維素氣凝膠復合材料在拒水熱絕緣領域具有非常好的應用前景。

技術實現思路

1、本發(fā)明針對現有技術的不足，提供一種聚二甲基硅氧烷/納米纖維素氣凝膠復合材料及其制備方法，該方法是將納米纖維素混懸液用蒸餾水稀釋，攪拌均勻后對其進行冷凍干燥處理，制備納米纖維素氣凝膠，將納米纖維素氣凝膠放入容器中進行烘干脫水，納米纖維素氣凝膠脫水后，再將配置好的一定濃度的聚二甲基硅氧烷預聚體的乙酸乙酯溶液倒入放置有納米纖維素氣凝膠的容器中，待納米纖維素快速浸沒入聚二甲基硅氧烷預聚體的乙酸乙酯溶液后，在將容器取出，浸漬脫泡后，將一定量的催化劑放入聚二甲基硅氧烷預聚體的乙酸乙酯溶液中，充分攪拌后反應結束后，將納米纖維素氣凝膠取出后，放入烘箱進行烘焙，烘箱烘焙過程中，烘箱出風口連接有冷凝管裝置用來將揮發(fā)出來的乙酸乙酯冷凝回收。烘焙結束后即可獲得聚二甲基硅氧烷/納米纖維素氣凝膠復合材料。本方法制備的聚二甲基硅氧烷/納米纖維素氣凝膠復合材料具有優(yōu)異的拒水性能、熱穩(wěn)定性和阻燃性能。本方法簡單操作方便，制備效率高、溶劑可回收，避免了大量使用有機溶劑進行置換，綠色環(huán)保無毒無污染。

2、本發(fā)明具體為一種聚二甲基硅氧烷/納米纖維素氣凝膠復合材料及其制備方法，如圖1所示，具體步驟為：

3、(1)將納米纖維素混懸液溶于去離子水中，配置納米纖維素溶液，溶液濃度為1～1.2％。

4、(2)將步驟(1)配置的納米纖維素混懸液導入模具中，進行冷凍處理，冷凍溫度為-40℃～-80℃，冷凍完成后將材料放入冷凍干燥機進行處理，處理完成后將材料取出即得到納米纖維素氣凝膠。

5、(3)將步驟(2)得到的納米纖維素氣凝膠取出后放入燒杯中，再將其放入烘箱中進行烘干，烘干溫度為100℃～105℃中，處理3～4小時。

6、(4)將聚二甲基硅氧烷預聚體放入乙酸乙酯中配成聚二甲基硅氧烷預聚體的乙酸乙酯溶液。聚二甲基硅氧烷預聚體的乙酸乙酯溶液的重量百分比濃度5％～7％。

7、(5)待步驟(3)烘干完成后，將烘箱打開，快速將步驟(4)配置的聚二甲基硅氧烷的乙酸乙酯溶液導入盛有納米纖維素氣凝膠的燒杯中，再將燒杯從烘箱中取出，將其常溫真空脫泡15～20min。

8、(6)將固化劑滴入步驟(5)中真空脫泡的燒杯中，進行常溫攪拌，攪拌時間30min。攪拌轉速300～400rpm。固化劑與聚二甲基硅氧烷的重量比為1:10。

9、(7)將步驟(6)中攪拌后的納米纖維素氣凝膠取出，在放入烘箱進行烘焙，烘焙結束后即可得到聚二甲基硅氧烷氣凝膠/納米纖維素氣凝膠復合材料。烘箱抽風口連接有冷凝裝置，可將受熱揮發(fā)的乙酸乙酯進行冷凝回收。

10、本發(fā)明的有益效果：

11、(1)本發(fā)明方法所得的聚二甲基硅氧烷氣凝膠/納米纖維素氣凝膠復合材料具有優(yōu)異的拒水性能，熱穩(wěn)定性和阻燃性能，水接觸角達到144°～151°；

12、(2)本發(fā)明制備方法制備所用材料簡單、費用低廉，操作簡單易行，處理過程無需溶劑置，避免了大量有機溶劑的使用，處理時間較短，烘焙過程中有機溶劑可回收利用，綠色環(huán)保無毒無污染。

技術特征：

1.一種聚二甲基硅氧烷/納米纖維素氣凝膠復合材料及其制備方法，其特征在于，所述方法的具體步驟為：

技術總結
本發(fā)明涉及一種聚二甲基硅氧烷/納米纖維素氣凝膠復合材料及其制備方法，屬于材料加工領域。本發(fā)明是將納米纖維素混懸液攪拌均勻后對其進行冷凍干燥處理，制備納米纖維素氣凝膠，將納米纖維素氣凝膠進行烘干脫水，再將配置好的聚二甲基硅氧烷預聚體的乙酸乙酯溶液倒入放置有納米纖維素氣凝膠的容器中，浸漬脫泡后，將固化劑放入容器中，充分攪拌后，將納米纖維素氣凝膠取出進行烘焙，烘焙過程中，烘箱出風口連接有冷凝管裝置用來將揮發(fā)出來的乙酸乙酯冷凝回收，即可獲得聚二甲基硅氧烷/納米纖維素氣凝膠復合材料。該方法制備的氣凝膠復合材料具有優(yōu)異的拒水性能，力學性質、熱穩(wěn)定性，同時制備方法速度快效率高，有機溶劑可回收再利用。

技術研發(fā)人員：唐盛,陳嘉軒,羅一寧,陳如,劉晴,裔士釗,涂遠方,向思念,徐陽
受保護的技術使用者：鹽城工學院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2