[發(fā)明專利]多元生物質(zhì)酸和殼聚糖復(fù)合氣凝膠的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810227139.8
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108503863A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙麗娟;楊季雨;魏燕紅;宋永嬌;易龍飛
• 申請（專利權(quán)）人: 四川師范大學(xué)
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08J9/28;C08L5/08;C08K5/092
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 律濤

本發(fā)明涉及氣凝膠領(lǐng)域，尤其是多元生物質(zhì)酸和殼聚糖復(fù)合氣凝膠的制備方法。該制備方法為：(1)將1重量份的多元生物質(zhì)酸分散于20～400重量份的水中形成多元生物質(zhì)酸分散液；(2)將多元生物質(zhì)酸分散液與固體質(zhì)量份數(shù)為1％?10％的殼聚糖懸浮液共混后，經(jīng)冷凍和干燥處理，得到多元生物質(zhì)酸和殼聚糖復(fù)合氣凝膠；(3)將多元生物質(zhì)酸和殼聚糖復(fù)合氣凝膠升溫，殼聚糖與多元酸產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)，得到具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多元生物質(zhì)酸和殼聚糖復(fù)合氣凝膠。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過天然提取物作為原料，具有可再生能力，成本低廉；制備方法簡單，制備過程環(huán)境友好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣凝膠領(lǐng)域，尤其是多元生物質(zhì)酸和殼聚糖復(fù)合氣凝膠的制備方法。

背景技術(shù)

泡沫塑料是由大量氣體微孔分散于固體塑料中而形成的一類高分子材料，具有質(zhì)輕、隔熱、吸音、減震等特性，且介電性能優(yōu)于基體樹脂。由于泡沫塑料的低熱導(dǎo)率、高強度和低密度等特性，其被廣泛應(yīng)用于保溫隔熱領(lǐng)域。但是，傳統(tǒng)的泡沫塑料，例如EPS、XPS、PUR、PE等，原料均來自石油裂解，在其生產(chǎn)、遺棄和回收方面均對環(huán)境造成污染，同時也消耗大量能源。因此需要開發(fā)一種新型的環(huán)境友好泡沫材料。

氣凝膠，作為世界最輕的固體，已入選吉尼斯世界紀(jì)錄，其密度僅為3.55千克每立方米。氣凝膠因成分不同，主要有無機氣凝膠、有機高分子氣凝膠和有機/無機雜化氣凝膠。在無機氣凝膠中，二氧化硅氣凝膠的發(fā)展歷史最久，制備技術(shù)最為成熟。二氧化硅氣凝膠密度小，導(dǎo)熱系數(shù)低，并且具有良好的耐高溫特性，使其在隔熱材料領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用潛力。通過摻雜的手段，還可進一步降低硅氣凝膠的輻射熱傳導(dǎo)，常溫常壓下?lián)教細饽z的熱導(dǎo)率可低達0.013w/m·K，是目前熱導(dǎo)率最低的固態(tài)材料，可望替代聚氨脂泡沫成為新型冰箱隔熱材料。然而，二氧化硅氣凝膠的機械強度低，韌性差，吸水性強，難以單獨應(yīng)用。

為推動保溫隔熱材料的應(yīng)用發(fā)展，在傳統(tǒng)的保溫隔熱材料的基礎(chǔ)上，如何能夠提供一種制備新型環(huán)境友好保溫隔熱材料的新方法，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了解決現(xiàn)有的氣凝膠機械強度低，韌性差，吸水性強，難以單獨應(yīng)用的不足，本發(fā)明提供了一種多元生物質(zhì)酸和殼聚糖復(fù)合氣凝膠的制備方法，通過天然提取物作為原料，具有可再生能力，成本低廉；制備方法簡單，制備過程環(huán)境友好；制得的多元生物質(zhì)酸和殼聚糖復(fù)合氣凝膠具有優(yōu)良的機械性能，超低的熱導(dǎo)率和可降解能力，且降解產(chǎn)物對環(huán)境無污染。多元生物質(zhì)酸和殼聚糖復(fù)合氣凝膠熱導(dǎo)率為0.008～0.03W/m·K，可壓縮率為20～90％，80％壓縮應(yīng)變下力學(xué)強度為0.1～2MPa，在酸、堿、熱或生物酶的作用下，20～120天可降解。多元生物質(zhì)酸和殼聚糖復(fù)合氣凝膠能替代部分傳統(tǒng)泡沫材料，降低環(huán)境污染和能源需求，同時對促進氣凝膠材料的應(yīng)用和發(fā)展具有重要意義。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種多元生物質(zhì)酸和殼聚糖復(fù)合氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：

(1)將1重量份的多元生物質(zhì)酸分散于20～400重量份的水中形成多元生物質(zhì)酸分散液；

(2)將多元生物質(zhì)酸分散液與固體質(zhì)量份數(shù)為1％-10％的殼聚糖懸浮液共混后，經(jīng)冷凍和干燥處理，得到多元生物質(zhì)酸和殼聚糖復(fù)合氣凝膠；

(3)將多元生物質(zhì)酸和殼聚糖復(fù)合氣凝膠升溫，殼聚糖與多元酸產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)，得到具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多元生物質(zhì)酸和殼聚糖復(fù)合氣凝膠。

具體地，在步驟(2)中，所述冷凍方式為經(jīng)液氮快速冷凍或冷阱緩慢冷凍。

具體地，在步驟(2)中，所述干燥方式為真空低溫干燥、常溫常壓干燥、超臨界干燥。

具體地，所述常溫常壓干燥所采用的溶劑為水、異丙醇、甲醇、乙醇、正庚烷、正丁烷、甲苯中的至少一種。