[發明專利]一種纖維素導電水凝膠及其制備方法

在審

• 申請號: 202210448426.8
• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114672044A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 張代暉;蹇均宇;謝宜彤;高士帥;王春鵬;儲富祥
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林產化學工業研究所
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08J3/24;C08L33/26;C08L1/04;C08L33/06;C08K3/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

1.一種纖維素導電水凝膠的制備方法，其特征在于，步驟包括：1)將氫氧化鈉、尿素和水按質量比（5~9）：（9~13）：（78~86）混合，攪拌至完全溶解，預先冷凍處理至-20 ℃~0 ℃，制得氫氧化鈉/尿素水溶液體系；2)取微晶纖維素加入步驟1)所得氫氧化鈉/尿素水溶液體系中，攪拌分散1~3 min，制得質量濃度為2%~8%的微晶纖維素溶液；3)將步驟2)得到的微晶纖維素溶液倒入模具中，將模具置于未浸沒模具的乙醇中24 h，之后將形成的一級網絡浸泡在去離子水中置換殘留的氫氧化鈉/尿素至中性，制得纖維素一級網絡水凝膠；4)將單體、交聯劑、熱引發劑和水混合，并攪拌使其溶解，得到二級網絡溶液，所述單體為丙烯酰胺和丙烯酸，摩爾比例n(丙烯酰胺)：n(丙烯酸)為19: 1~1: 4，二級網絡溶液中單體濃度為1.0~8.0 mol/L，交聯劑物質的量分數為單體物質的量的0.01~0.40%，熱引發劑物質的量分數為單體物質的量的0.01~0.40%；5)將纖維素一級網絡水凝膠浸泡在二級網絡溶液中，然后放入玻璃模具中，在50~80 ℃水浴中交聯聚合5~10 h，得到纖維素雙網絡水凝膠；6)將纖維素雙網絡水凝膠浸泡在0.01~0.2 mol/L的氯化鐵溶液中0.5~48 h，取出樣品擦干，去除表面附著的氯化鐵溶液，即得纖維素導電水凝膠。

2.根據權利要求1所述纖維素導電水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟1)中的氫氧化鈉/尿素水溶液體系中，氫氧化鈉：尿素：水的質量比為7: 12: 81。

3.根據權利要求1所述纖維素導電水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟1)中的氫氧化鈉/尿素水溶液體系，預冷凍溫度為-12 ℃。

4.根據權利要求1所述纖維素導電水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟2)中的纖維素的濃度為4%，攪拌溶解纖維素的轉速為2000 r/min，攪拌時間為1~3 min。

5.根據權利要求1所述纖維素導電水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟4)中交聯劑為N,N′-亞甲基雙丙烯酰胺或聚乙二醇二丙烯酸酯，熱引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、偶氮二異丁腈、偶氮二異丁脒鹽酸鹽或過氧化二苯甲酰。

6.根據權利要求1所述纖維素導電水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟4)中的二級網絡溶液單體濃度為3.5 mol/L，交聯劑物質的量分數為單體物質的量的0.05%，熱引發劑物質的量分數為單體物質的量的0.04%。

7.根據權利要求1所述纖維素導電水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟4)中的單體摩爾比例n(丙烯酰胺)：n(丙烯酸)為4: 1。

8.根據權利要求1所述纖維素導電水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟5)中的聚合溫度為50 ℃，聚合時間為8 h。

9.權利要求1-8任一所述制備方法制得的纖維素導電水凝膠。