[发明专利]一种可用于3D打印的纤维素导电水凝胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种可用于3D打印的纤维素导电水凝胶的制备方法，其包括，配制ZnCl₂和CaCl₂混合溶液，加入纤维素，在50℃～90℃的条件下经磁力搅拌溶解10min～90min至完全溶解，得到纤维素溶液；在所述纤维素溶液中加入水或小分子醇，在50℃～90℃的条件下经磁力搅拌5min～30min直至均匀；脱泡、冷却，得到所述纤维素导电水凝胶。本发明纤维素水凝胶具有凝胶速度快、抗冻性好、热可逆机械性能良好、透明度高以及具有导电性能等优势。采用本发明提供的方法制备得到的纤维素水凝胶在‑20℃下其机械性能与其在25℃下的机械性能相当，且在‑60℃下纤维素水凝胶仍不会被冻住。

技术领域

本发明属于纤维素水凝胶技术领域，具体涉及一种可用于3D打印的纤维素导电水凝胶的制备方法。

背景技术

纤维素作为可再生生物质资源，是自然界中分布最广、储量最大的天然高分子产物，具有生物相容性好、生物可降解性、低毒性和物理化学性质稳定等特点，被认为是未来开发新能源及新材料的重要原料。

纤维素水凝胶由纤维素分子通过溶胶凝胶处理得到的纤维素水凝胶材料。由于其成本低廉、来源广泛、具有它自身优异的生物性优势和良好的机械强度和韧性，使纤维素水凝胶材料有着广泛的应用，主要包括吸附材料、保水材料、导电材料、催化剂及其载体、纳米颗粒和纳米多孔材料的制备模板、药物缓释、生物工程组织材料等。随着研究的发展,凝胶在多个领域里的广泛应用使凝胶的外部形状和内部结构的定制需求逐渐增加，但是传统凝胶成形主要依靠模具，无法制造复杂结构，这些不足严重限制了水凝胶的实际应用。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。

因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种可用于3D打印的纤维素导电水凝胶的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种可用于3D打印的纤维素导电水凝胶的制备方法，其包括，

配制ZnCl₂和CaCl₂混合溶液，加入纤维素，在50℃～90℃的条件下经磁力搅拌溶解10min～90min至完全溶解，得到纤维素溶液；

在所述纤维素溶液中加入水或小分子醇，在50℃～90℃的条件下经磁力搅拌5min～30min直至均匀；

脱泡、冷却，得到所述纤维素导电水凝胶。

作为本发明所述的可用于3D打印的纤维素导电水凝胶的制备方法的一种优选方案：所述纤维素包括棉短绒、棉浆柏、木浆柏、竹浆柏、脱脂棉、甘蔗渣、木材以及从植物秸秆中制得的纤维素中的一种或几种。

作为本发明所述的可用于3D打印的纤维素导电水凝胶的制备方法的一种优选方案：所述纤维素溶液中，ZnCl₂的质量浓度为55％～75％、CaCl₂质量浓度为1.5％～3％、纤维素的质量浓度为0.5％～4％，余下为水。

作为本发明所述的可用于3D打印的纤维素导电水凝胶的制备方法的一种优选方案：包括，配制ZnCl₂和CaCl₂混合溶液，加入纤维素，在75℃的条件下经磁力搅拌溶解30min至完全溶解，得到所述纤维素溶液。

作为本发明所述的可用于3D打印的纤维素导电水凝胶的制备方法的一种优选方案：所述小分子醇，包括甲醇、乙醇，乙二醇、丙醇、丙二醇、丙三醇的一种或几种。