[发明专利]一种弹性纤维素气凝胶及其疏水性纤维素气凝胶的制备方法

摘要

本发明公开了一种弹性纤维素气凝胶及其疏水性纤维素气凝胶的制备方法，属应用环保材料领域。首先，制备部分化学交联的纤维素凝胶，然后将该凝胶置于纤维素的非溶剂中进行物理交联，得到双交联纤维素水凝胶。通过溶剂置换、干燥，得到弹性纤维素气凝胶。其次，通过不同的疏水改性的方法，在双交联纤维素凝胶上进行改性得到弹性疏水纤维素气凝胶。本发明的弹性纤维素气凝胶、弹性疏水性纤维素气凝胶都有着较低的密度，较好的力学性能，及较高的疏水性，因此能够很好的作为一种环保的油水分离材料。并且该种弹性疏水纤维素气凝胶有较低的导热系数，也可以作为一种保温材料。 1

主权项

1.一种弹性纤维素气凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)纤维素溶液是用6～8wt％NaOH、4～20wt％尿素和余量水构成溶剂；或3.8～6.3wt％LiOH、4～20wt％尿素和余量水构成溶剂；或6～10wt％NaOH、0.1～10wt％硫脲和余量水构成溶剂；或3.8～6.3wt％LiOH、0.1～10wt％硫脲和余量水构成溶剂，将溶剂预冷至冰点，然后加入纤维素快速搅拌，得到纤维素溶液；

(2)在低于纤维素溶液的凝胶化温度下，在纤维素溶液中加入交联剂并搅拌，交联剂与纤维素脱水葡萄糖单元AGU的摩尔比为2:1～20:1，放置一小时以上后形成部分化学交联的纤维素凝胶，然后将该凝胶置于纤维素的非溶剂中30分钟以上进行物理交联，后利用纯水洗涤得到化学和物理交联的双交联纤维素水凝胶；

(3)将所得双交联纤维素凝胶除去液体，得到弹性纤维素气凝胶。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素溶液的质量分数为0.5wt％～3wt％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的交联剂为环氧化合物、缩水甘油醚类化合物、或醛类化合物。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素的非溶剂是水，或者是加有一价阳离子的水，或者是含水量高于50wt％的非极性有机液体。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中利用超临界干燥、常压干燥或冷冻干燥除去凝胶中的液体介质。

6.一种弹性纤维素气凝胶，其特征在于，采用权利要求1‑5任一项所述的方法制备得到。

7.一种弹性疏水纤维素气凝胶的制备方法，其特征在于，在权利要求1‑5任一项所述的方法的基础之上，对所得凝胶进行疏水改性，得到弹性疏水纤维素气凝胶。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述疏水改性的方法为通过化学气相沉积、化学剂接枝法或物理涂覆法，在富含较多羟基的纤维素表面沉积、接枝或涂覆上表面化学能较低的疏水性化合物。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述表面化学能较低的化合物包括无机氧化物、硅烷类、长链烷烃酰氯类、氟化物。

10.一种弹性疏水纤维素气凝胶，其特征在于，采用权利要求7‑9任一项所述的方法制备得到。