一種納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇復合相變接枝共聚物的制備方法，它涉及一種固-固復合相變材料的制備方法。本發明專利技術是要解決現有技術因納米纖維素幾乎不溶于一般溶劑，很難直接接枝聚乙二醇制備得到納米纖維素基復合相變材料的問題。制備方法：一、干燥聚乙二醇；二、納米纖維素的制備；三、聚合；四、分離干燥處理；即得到納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇復合相變接枝共聚物。本發明專利技術可用于制備納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇復合相變接枝共聚物。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種固-固復合相變材料的制備方法。
技術介紹
聚乙二醇(PEG)因具有適宜的相變溫度、高潛熱容、固-液相變時較小的體積變化和優良的耐熱、耐化學 等優良性能，被廣泛應用于制藥、生物醫藥等領域。聚乙二醇為固-液相變材料，因此在應用時，須密封防止融化后液體泄漏。現有PEG固-固相變材料制備技術通過移植或阻止聚合的方法克服了傳統固-液相變材料必須在熔融狀態用特殊密封容器包裝，以防止其泄漏的缺點。但是現有接枝共聚復合相變材料普遍存在使用壽命短、易老化、相變焓較小一般低于100J/g、儲能效率低等缺點。由于納米纖維素(NCC)具有高可及性、高比表面積、有效活性中心多以及其敏感度高等優點，因此，通過接枝NCC制備得到復合相變材料，可制備得到高相變焓納米纖維素基復合相變材料，但因納米纖維素幾乎不溶于一般溶劑，很難直接接枝聚乙二醇制備得到納米纖維素基復合相變材料。
技術實現思路
本專利技術是要解決現有技術因納米纖維素幾乎不溶于一般溶劑，很難直接接枝聚乙二醇制備得到納米纖維素基復合相變材料的問題，而提供。本專利技術，按以下步驟進行:一、干燥聚乙二醇:將聚乙二醇均勻分散在表面皿中，放置硅膠干燥劑中干燥24h 48h，得到干燥的聚乙二醇；二、納米纖維素的制備:將微晶纖維素加入到質量分數為50% 60%的硫酸溶液中，在溫度為50°C 60°C的條件下酸解2h 4h，得到納米纖維素懸浮液，在轉速為5000r/min 8000r/min的條件下將得到的納米纖維素懸浮液離心IOmin 30min,得到納米纖維素白色溶膠沉淀，再將得到的納米纖維素白色溶膠沉淀分散在水中，得到質量分數為0.1% 0.5%中性納米纖維素溶液，然后在頻率為45Hz IOOHz、功率為500W 800W、工作0.5s和間隔1.0s的條件下，將得到的質量分數為0.1% 0.5%中性納米纖維素溶液超聲破碎IOmin 30min，得到納米纖維素水溶膠，再將得到的納米纖維素水溶膠在溫度為-20°C _18°C的條件下冷凍4h 15h，得到冰凍凝膠，最后將得到的冰凍凝膠在真空度為90Pa 150Pa，溫度為_50°C _30°C的條件下真空冷凍干燥12h 24h，得到蓬松納米纖維素固體，即完成納米纖維素的制備；其中所述的微晶纖維素的質量與質量分數為50% 60%的硫酸溶液的體積比為Ig: (20 50)mL ；三、聚合:在攪拌速度為300r/min 600r/min和油浴溫度為140°C 180°C的條件下，將干燥的聚乙二醇加熱攪拌熔融，得到聚乙二醇熔融液，然后將蓬松納米纖維素固體加入到聚乙二醇熔融液中，攪拌混合均勻，再加入丙交酯和辛酸亞錫/ 二氯甲烷溶液，繼續攪拌4h 24h，停止反應冷卻至室溫，得到黃色固體；其中所述蓬松納米纖維素固體與干燥的聚乙二醇的質量比為1: (10 80);所述的丙交酯與干燥的聚乙二醇的質量比為1: (3 10);所述辛酸亞錫/ 二氯甲烷溶液中的辛酸亞錫與丙交酯的摩爾比為(0.1 0.5):100;所述辛酸亞錫/ 二氯甲烷溶液中辛酸亞錫與二氯甲烷的摩爾比為(0.5 2): 100 ;四、分離干燥處理:將步驟三得到的黃色固體溶于四氫呋喃中，沉析于環己烷中，靜置20min 60min后過濾得到淡黃色沉淀，然后將過濾得到的淡黃色沉淀在溫度為30°C 60°C的條件下真空干燥5h 10h，即得到納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇復合相變接枝共聚物；其中所述的四氫呋喃與環己烷的體積比為1: (3 6)。本專利技術的優點:一、本專利技術基于無溶劑基礎上，采用丙交酯開環原位共聚的原理，得到納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇接枝共聚物；二、本專利技術制備的納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇接枝共聚物為一種固-固相變材料，在160°C以下無熱分解，相變焓值高達134.6J/g，與現有接枝共聚復合相變材料相變焓一般低于100J/g相比，至少提高了 34.6%。附圖說明圖1為試驗一中步驟二制備的納米纖維素透射電子顯微鏡圖；圖2為傅里葉變換紅外光譜圖，圖2中的a為試驗一中步驟三加入的丙交酯的傅里葉變換紅外光譜圖，圖2中的b為試驗一中步驟一制備的干燥的PEG-10000的傅里葉變換紅外光譜圖，圖2中的c為試驗一制備的納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇復合相變接枝共聚物的傅里葉變換紅外光譜圖，圖2中的d為試驗一中步驟二制備的納米纖維素的傅里葉變換紅外光譜圖；圖3為試驗一制備的納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇復合相變接枝共聚物的環境掃描電子顯微鏡圖；圖4為試驗一制備的納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇復合相變接枝共聚物的差示掃描量熱DSC曲線圖；圖5為試驗一制備的納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇復合相變接枝共聚物的熱失重TG曲線圖；圖6為試驗一制備的納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇復合相變接枝共聚物的宏觀形貌圖。具體實施例方式具體實施方式一:本實施方式，按以下步驟進行:一、干燥聚乙二醇:將聚乙二醇均勻分散在表面皿中，放置硅膠干燥劑中干燥24h 48h，得到干燥的聚乙二醇；二、納米纖維素的制備:將微晶纖維素加入到質量分數為50% 60%的硫酸溶液中，在溫度為50°C 60°C的條件下酸解2h 4h，得到納米纖維素懸浮液，在轉速為5000r/min 8000r/min的條件下將得到的納米纖維素懸浮液離心IOmin 30min,得到納米纖維素白色溶膠沉淀，再將得到的納米纖維素白色溶膠沉淀分散在水中，得到質量分數為0.1% 0.5%中性納米纖維素溶液，然后在頻率為45Hz IOOHz、功率為500W 800W、工作0.5s和間隔1.0s的條件下，將得到的質量分數為0.1% 0.5%中性納米纖維素溶液超聲破碎IOmin 30min，得到納米纖維素水溶膠，再將得到的納米纖維素水溶膠在溫度為-20°C _18°C的條件下冷凍4h 15h，得到冰凍凝膠，最后將得到的冰凍凝膠在真空度為90Pa 150Pa，溫度為_50°C _30°C的條件下真空冷凍干燥12h 24h，得到蓬松納米纖維素固體，即完成納米纖維素的制備；其中所述的微晶纖維素的質量與質量分數為50% 60%的硫酸溶液的體積比為Ig: (20 50)mL ；三、聚合:在攪拌速度為300r/min 600r/min和油浴溫度為140°C 180°C的條件下，將干燥的聚乙二醇加熱攪拌熔融，得到聚乙二醇熔融液，然后將蓬松納米纖維素固體加入到聚乙二醇熔融液中，攪拌混合均勻，再加入丙交酯和辛酸亞錫/ 二氯甲烷溶液，繼續攪拌4 24h，停止反應冷卻至室溫，得到黃色固體；其中所述蓬松納米纖維素固體與干燥的聚乙二醇的質量比為1: (10 80);所述的丙交酯與干燥的聚乙二醇的質量比為1: (3 10);所述辛酸亞錫/ 二氯甲烷溶液中的辛酸亞錫與丙交酯的摩爾比為(0.1 0.5):100;所述辛酸亞錫/ 二氯甲烷溶液中辛酸亞錫與二氯甲烷的摩爾比為(0.5 2): 100 ;四、分離干燥處理:將步驟三得到的黃色固體溶于四氫呋喃中，沉析于環己烷中，靜置20min 60min后過濾得到淡黃色沉淀，然后將過濾得到的淡黃色沉淀在溫度為30°C 60°C的條件下真空干燥5h 10h，即得到納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇復合相變接枝共聚物；其中所述的四氫呋喃與環己烷的體積比為1: (3 6)。本實施方式本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇復合相變接枝共聚物的制備方法，其特征在于納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇復合相變接枝共聚物的制備方法按以下步驟進行：一、干燥聚乙二醇：將聚乙二醇均勻分散在表面皿中，放置硅膠干燥劑中干燥24h～48h，得到干燥的聚乙二醇；二、納米纖維素的制備：將微晶纖維素加入到質量分數為50%～60%的硫酸溶液中，在溫度為50℃～60℃的條件下酸解2h～4h，得到納米纖維素懸浮液，在轉速為5000r/min～8000r/min的條件下將得到的納米纖維素懸浮液離心10min～30min，得到納米纖維素白色溶膠沉淀，再將得到的納米纖維素白色溶膠沉淀分散在水中，得到質量分數為0.1%～0.5%中性納米纖維素溶液，然后在頻率為45Hz～100Hz、功率為500W～800W、工作0.5s和間隔1.0s的條件下，將得到的質量分數為0.1%～0.5%中性納米纖維素溶液超聲破碎10min～30min，得到納米纖維素水溶膠，再將得到的納米纖維素水溶膠在溫度為?20℃～?18℃的條件下冷凍4h～15h，得到冰凍凝膠，最后將得到的冰凍凝膠在真空度為90Pa～150Pa，溫度為?50℃～?30℃的條件下真空冷凍干燥12h～24h，得到蓬松納米纖維素固體，即完成納米纖維素的制備；其中所述的微晶纖維素的質量與質量分數為50%～60%的硫酸溶液的體積比為1g:(20～50)mL；三、聚合：在攪拌速度為300r/min～600r/min和油浴溫度為140℃～180℃的條件下，將干燥的聚乙二醇加熱攪拌熔融，得到聚乙二醇熔融液，然后將蓬松納米纖維素固體加入到聚乙二醇熔融液中，攪拌混合均勻，再加入丙交酯和辛酸亞錫/二氯甲烷溶液，繼續攪拌4h～24h，停止反應冷卻至室溫，得到黃色固體；其中所述蓬松納米纖維素固體與干燥的聚乙二醇的質量比為1:(10～80)；所述的丙交酯與干燥的聚乙二醇的質量比為1:(3～10)；所述辛酸亞錫/二氯甲烷溶液中的辛酸亞錫與丙交酯的摩爾比為(0.1～0.5):100；所述辛酸亞錫/二氯甲烷溶液中辛酸亞錫與二氯甲烷的摩爾比為(0.5～2):100；四、分離干燥處理：將步驟三得到的黃色固體溶于四氫呋喃中，沉析于環己烷中，靜置20min～60min后過濾得到淡黃色沉淀，然后將過濾得到的淡黃色沉淀在溫度為30℃～60℃的條件下真空干燥5h～10h，即得到納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇復合相變接枝共聚物；其中所述的四氫呋喃與環己烷的體積比為1:(3～6)。...
【技術特征摘要】
1.一種納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇復合相變接枝共聚物的制備方法，其特征在于納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇復合相變接枝共聚物的制備方法按以下步驟進行: 一、干燥聚乙二醇:將聚乙二醇均勻分散在表面皿中，放置硅膠干燥劑中干燥24h 48h，得到干燥的聚乙二醇； 二、納米纖維素的制備:將微晶纖維素加入到質量分數為50% 60%的硫酸溶液中，在溫度為50°C 60°C的條件下酸解2h 4h，得到納米纖維素懸浮液，在轉速為5000r/min 8000r/min的條件下將得到的納米纖維素懸浮液離心IOmin 30min,得到納米纖維素白色溶膠沉淀，再將得到的納米纖維素白色溶膠沉淀分散在水中，得到質量分數為0.1% 0.5%中性納米纖維素溶液，然后在頻率為45Hz 100Hz、功率為500W 800W、工作0.5s和間隔1.0s的條件下，將得到的質量分數為0.1% 0.5%中性納米纖維素溶液超聲破碎IOmin 30min，得到納米纖維素水溶膠，再將得 到的納米纖維素水溶膠在溫度為-20°C _18°C的條件下冷凍4h 15h，得到冰凍凝膠，最后將得到的冰凍凝膠在真空度為90Pa 150Pa，溫度為-50°C _30°C的條件下真空冷凍干燥12h 24h，得到蓬松納米纖維素固體，即完成納米纖維素的制備；其中所述的微晶纖維素的質量與質量分數為50% 60%的硫酸溶液的體積比為Ig: (20 50)mL ； 三、聚合:在攪拌速度為300r/min 600r/min和油浴溫度為140°C 180°C的條件下，將干燥的聚乙二醇加熱攪拌熔融，得到聚乙二醇熔融液，然后將蓬松納米纖維素固體加入到聚乙二醇熔融液中，攪拌混合均勻，再加入丙交酯和辛酸亞錫/ 二氯甲烷溶液，繼續攪拌4h 24h，停止反應冷卻至室溫，得到黃色固體；其中所述蓬松納米纖維素固體與干燥的聚乙二醇的質量比為1: (10 80);所述的丙交酯與干燥的聚乙二醇的質量比為1: (3 10)；所述辛酸亞錫/ 二氯甲烷溶液中的辛酸亞錫與丙交酯的摩爾比為(0.1 0.5): 100 ;所述辛酸亞錫/ 二氯甲烷溶液中辛酸亞錫與二氯甲烷的摩爾比為(0.5 2): 100 ; 四、分離干燥處理:將步驟三得到的黃色固體溶于四氫呋喃中，沉析于環己烷中，靜置20min 60min后過濾得到淡黃色沉淀，然后將過濾得到的淡黃色沉淀在溫度為30°C 60°C的條件下真空干燥5h 10h，即得到納米纖維素/聚乳酸/聚乙二醇復合相變接枝共聚物；其中所述的四氫呋喃與環己烷的體積比為1: (3 6)。2.根據權利要求1所述的一種納米纖維素/聚乳酸/聚乙...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉志明，謝成，王海英，
申請(專利權)人：東北林業大學，劉志明，
類型：發明
國別省市：
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