[發(fā)明專(zhuān)利]一種高強(qiáng)度輕質(zhì)纖維素基仿生防護(hù)材料制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110080228.6
• 申請(qǐng)日: 2021-01-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112876613B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙大偉;逄博;周劍虹;許光文
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沈陽(yáng)化工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08F251/02
• 分類(lèi)號(hào): C08F251/02;C08F220/56;C08F222/38
• 代理公司: 沈陽(yáng)技聯(lián)專(zhuān)利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

1.一種高強(qiáng)度輕質(zhì)纖維素基仿生防護(hù)材料制備方法，其特征在于，所述方法采用溶劑[Bmim]Cl離子液體構(gòu)建均相纖維素分子體系；通過(guò)相轉(zhuǎn)換獲得纖維素水凝膠基材，然后通過(guò)原位聚合手段引入PAAm高分子鏈；并通過(guò)乙醇溶劑實(shí)現(xiàn)分子構(gòu)型重組從而構(gòu)建了高機(jī)械強(qiáng)度的纖維素基功能性防護(hù)材料（Cel-PAAm）；利用分子動(dòng)力學(xué)模擬(MD)與密度泛函理論（DFT）分析手段確定了PAAm分子的卷曲構(gòu)型是賦予Cel-PAAm材料力學(xué)性能強(qiáng)悍的關(guān)鍵因素；

該方法包括以下制備步驟：

步驟一、將3wt.%的纖維素加入到裝有[Bmim]Cl離子液體的三口燒瓶中，85℃下機(jī)械攪拌直至纖維素完全溶解，體系變?yōu)橥该髡吵硪后w，時(shí)間為2h；

采用旋涂的方法將透明粘稠液體均勻置于拋光的硅片載體，并置入溫度85℃的烘箱中處理12h，得到均勻透明[Bmim]Cl/纖維素體系；

接著室溫下放入蒸餾水域中，待水分子完全置換掉[Bmim]Cl離子液體后，均勻透明水凝膠形成；

步驟二、制備高分子水溶液

稱(chēng)取20 g丙烯酰胺，將其加入到150 g去離子水中，在室溫下用磁力攪拌器攪拌30min，隨后加入0.1 g過(guò)硫酸銨與0.02 g N - N’ 亞甲基雙丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌20 min，即得到高分子溶液；

步驟三、制備高強(qiáng)度防護(hù)材料

將制備好的水凝膠材料放入高分子溶液中浸泡24小時(shí)，之后置入真空干燥箱中，室溫下抽真空4小時(shí)，完全去除溶液中的氣泡，然后移入電熱鼓風(fēng)干燥箱中，在50℃下對(duì)其進(jìn)行原位聚合，聚合結(jié)束后，取出樣品并剝除多余的聚丙烯酰胺凝膠層，即得到雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠；將雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠浸入到裝有乙醇溶液的容器中2小時(shí)，即得到具有高強(qiáng)度性能的防護(hù)材料；

所述的高強(qiáng)度性能的防護(hù)材料作為輕質(zhì)抗刺、抗沖擊材料，在人體防護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用。