[发明专利]一种氧化石墨烯复合天然胶乳海绵的制备方法

说明书

本发明涉及一种氧化石墨烯复合天然胶乳海绵的制备方法，属于复合海绵技术领域。本发明通过添加氧化石墨烯，制备改性天然胶乳海绵，氧化石墨烯之间的羟基、羧基、环氧基等基团在反应过程中能以共价键的方式连接起来，从而有效提高海绵的回弹性能，并且氧化石墨烯的高比表面积可有效提高复合海绵的吸附能力，本发明通过添加干酪素，制备氧化石墨烯复合天然胶乳海绵，干酪素具有很好的热稳定性，能在高温下杀菌并且不会破坏其稳定性及功能性，并且干酪素能在天然胶乳的橡胶粒子表面形成强韧的亲水蛋白膜，此膜不会变性收缩导致乳化体系的破坏，可有效稳定提高氧化石墨烯复合天然胶乳海绵的力学性能和回弹性能。

技术领域

本发明涉及一种氧化石墨烯复合天然胶乳海绵的制备方法，属于复合海绵技术领域。

背景技术

天然橡胶是指从橡胶树上采集的天然胶乳，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固体物。其橡胶烃（聚异戊二烯）含量在90%以上，还含有少量的蛋白质、脂肪酸、糖分及灰分等。天然橡胶具有高弹性、高强度、耐磨、耐撕裂、耐酸碱、耐腐蚀、优良的绝缘性、柔韧性等性能，广泛地应用于工农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面，为其他物资所不可替代。

胶乳海绵因具有良好的透气性、缓冲减压性能、隔音隔热、耐寒、耐压缩疲劳等优点，被广泛应用于工业生产生活等方面。胶乳海绵是胶乳制品耗胶量较大的制品之一。

随着胶乳海绵越来越广泛的应用，人们对海绵质量提出新要求。而且对纯天然胶乳海绵而言，无法皆备各种性能，故对海绵的研究产生新的方向—作为承载基体制备复合材料。

为改善橡胶制品的某些性能，降低成本，通常在橡胶基体中加入填料制成复合材料。填料具备橡胶基体不具有的性能，如防老化、防光氧化、抗菌性、耐寒耐油、增强橡胶制品物理性能等。对胶乳制品而言，常见的是对其补强。橡胶的补强是指改善橡胶的某些性能，如定伸应力、拉伸强度、耐磨性、硬度或者其他物理性能等。橡胶制品通常都要经过填料的补强，使其具有更好的性能。填料在胶乳制品的合成中起增容补强、改善某一性能、降低成本的作用。在胶乳工业中，常用填料为碳酸钙、二氧化硅。近年来，纳米级的粒子作为填料被广泛应用于胶乳制品的生产中。相比于普通粒子，纳米粒子可降低或升高粒子的熔点、改善热力学性能，产生小尺寸效应；由于粒子纳米化，使其表面能增加，可更好地与其他基体材料结合；亦可使物质光谱性质产生变化；纳米级的粒子具有的波动性可贯穿势垒，产生宏观量子隧道效应。以上优点说明，大比表面积、小尺寸微粒能够使其更好地发挥作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有胶乳海绵缓冲回弹性差、力学强度低的问题，提供了一种氧化石墨烯复合天然胶乳海绵的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）将干酪素加入去离子水中，常温下以100～150r/min转速搅拌5～10min，得干酪素溶液；

（2）将氧化石墨烯、硫磺和2-巯基苯并噻唑置于球磨机中，常温下以250～300r/min转速球磨20～30min，得混合粉末；

（3）将混合粉末和氢氧化钾加入干酪素溶液中，常温下以350～400r/min转速搅拌30～45min，得混合液；

（4）将天然胶乳、混合液加入甲醛中，常温下以300～400r/min转速搅拌20～30min，静置熟化1～2天，得混合物；

（5）将油酸铵、硫酸铵和聚磷酸铵加入混合物中，常温下以1500～2000r/min转速搅拌起泡，得发泡物；

（6）将氧化锌、氟硅酸钠加入发泡物中，常温下以500r/min转速搅拌至凝胶点，立即注模，得凝胶；

（7）将凝胶置于90～120℃下定型15～20min，再置于100℃沸水中硫化1～2h，取出水洗，60～80℃烘干，得氧化石墨烯复合天然胶乳海绵。