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一種納米纖維素?聚吡咯?聚乙烯醇復(fù)合導(dǎo)電水凝膠及其制備方法和應(yīng)用與流程

文檔序號(hào):12104955閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種納米纖維素-聚吡咯-聚乙烯醇復(fù)合導(dǎo)電水凝膠,其特征在于該水凝膠采用下列方法制備得到的:

a.制備納米纖維素;

b.在納米纖維素表層聚合得到納米纖維素-聚吡咯復(fù)合物;

c.納米纖維素-聚吡咯復(fù)合物溶液中加入交聯(lián)劑及聚乙烯醇,攪拌,形成凝膠,即得到納米纖維素-聚吡咯-聚乙烯醇復(fù)合導(dǎo)電水凝膠。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水凝膠,其特征在于步驟a中納米纖維素的制備方法采用化學(xué)結(jié)合機(jī)械處理法,具體步驟包括:

(1)化學(xué)處理法:

1)配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)40~60%的硫酸備用;

2)將配置好的硫酸升溫穩(wěn)定至30~50℃并持續(xù)攪拌;

3)稱漂白木漿纖維,分批加入持續(xù)攪拌的質(zhì)量分?jǐn)?shù)40~60%的硫酸溶液中;

4)反應(yīng)40~70min后,加入去離子水終止反應(yīng),將所得懸浮液用去離子水反復(fù)洗滌后將懸浮液透析至pH中性;

(2)機(jī)械處理法:

取上述懸浮液,加去離子水稀釋,700~1100w功率下超聲粉碎120~200min,即制備出納米纖維素懸浮液。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水凝膠,其特征在于步驟b中采用原位聚合法在納米纖維素表層聚合得到納米纖維素-聚吡咯復(fù)合物,具體步驟包括:

(1)先分別稱取0.6~1.2mol/L的硫酸溶液和吡咯單體,硫酸與吡咯的摩爾比為1~10:1,機(jī)械攪拌充分混合;

(2)將吡咯與硫酸溶液加入納米纖維素懸浮液中,得到納米纖維素混合溶液,冰水中機(jī)械攪拌;

(3)配置FeCl3·6H2O溶液,吡咯單體與FeCl3·6H2O的摩爾比為1.5~2.2:1;

(4)將FeCl3·6H2O溶液緩慢滴定到納米纖維素混合溶液中,冰水中持續(xù)攪拌,得到聚吡咯-納米纖維素溶液,放置冰水中;

(5)用去離子水反復(fù)抽濾聚吡咯-納米纖維素溶液至pH中性;

(6)將中性聚吡咯-納米纖維素溶液烘干,粉碎,得到聚吡咯-納米纖維素復(fù)合物粉末;

(7)聚吡咯-納米纖維素復(fù)合物粉末加去離子水配成聚吡咯-納米纖維素溶液,通過高速均質(zhì)儀攪拌使其均勻分散;高速均值儀攪拌時(shí)間優(yōu)選10~40min,攪拌轉(zhuǎn)速優(yōu)選6000~15000rpm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水凝膠,其特征在于步驟c中納米纖維素-聚吡咯-聚乙烯醇復(fù)合導(dǎo)電水凝膠的制備方法包括以下步驟:

(1)取聚吡咯-納米纖維素溶液,溶液中聚吡咯與納米纖維素的質(zhì)量比為1:2~1:20,加入硼酸鹽交聯(lián)劑0.6~1.5g,油浴80~100℃,機(jī)械攪拌10~50min;

(2)當(dāng)溫度穩(wěn)定時(shí),加入聚乙烯醇粉末2~10g,繼續(xù)攪拌直至形成凝膠,完全冷卻后即制成納米纖維素-聚吡咯-聚乙烯醇復(fù)合導(dǎo)電水凝膠。

5.權(quán)利要求1所述的復(fù)合導(dǎo)電水凝膠的制備方法,其特征在于該方法包括下列步驟:

a.制備納米纖維素;

b.在納米纖維素表層聚合得到納米纖維素-聚吡咯復(fù)合物;

c.納米纖維素-聚吡咯復(fù)合物溶液中加入交聯(lián)劑及聚乙烯醇,攪拌,形成凝膠,即得到納米纖維素-聚吡咯-聚乙烯醇復(fù)合導(dǎo)電水凝膠。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于步驟a中納米纖維素的制備方法采用化學(xué)結(jié)合機(jī)械處理法,具體步驟包括:

(1)化學(xué)處理法:

1)配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)40~60%的硫酸備用;

2)將配置好的硫酸升溫穩(wěn)定至30~50℃并持續(xù)攪拌;

3)稱漂白木漿纖維,分批加入持續(xù)攪拌的質(zhì)量分?jǐn)?shù)40~60%的硫酸溶液中;

4)反應(yīng)40~70min后,加入去離子水終止反應(yīng),將所得懸浮液用去離子水反復(fù)洗滌后將懸浮液透析至pH中性;

(2)機(jī)械處理法:

取上述懸浮液,加去離子水稀釋,700~1100W功率下超聲粉碎120~200min,即制備出納米纖維素懸浮液。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于步驟b中采用原位聚合法在納米纖維素表層聚合得到納米纖維素-聚吡咯復(fù)合物,具體步驟包括:

(1)先分別稱取0.6~1.2mol/L的硫酸溶液和吡咯單體,硫酸與吡咯的摩爾比約為1~10:1,機(jī)械攪拌充分混合;

(2)將吡咯與硫酸溶液加入納米纖維素懸浮液中,得到納米纖維素混合溶液,冰水中機(jī)械攪拌;

(3)配置FeCl3·6H2O溶液,吡咯單體與FeCl3·6H2O的摩爾比為1.5~2.2:1,

(4)將FeCl3·6H2O溶液緩慢滴定到納米纖維素混合溶液中,冰水中持續(xù)攪拌,得到聚吡咯-納米纖維素溶液,放置冰水中;

(5)用去離子水反復(fù)抽濾聚吡咯-納米纖維素溶液至pH中性;

(6)將中性聚吡咯-納米纖維素溶液烘干,粉碎,得到聚吡咯-納米纖維素復(fù)合物粉末;

(7)聚吡咯-納米纖維素復(fù)合物粉末加去離子水配成聚吡咯-納米纖維素溶液,通過高速均質(zhì)儀攪拌使其均勻分散;高速均值儀攪拌時(shí)間優(yōu)選10~40min,攪拌轉(zhuǎn)速優(yōu)選6000~15000rpm。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于步驟c中納米纖維素-聚吡咯-聚乙烯醇復(fù)合導(dǎo)電水凝膠的制備方法包括以下步驟:

(1)取聚吡咯-納米纖維素溶液,溶液中聚吡咯與納米纖維素的質(zhì)量比為1:2~1:20,加入硼酸鹽交聯(lián)劑0.6~1.5g,油浴80~100℃,機(jī)械攪拌10~50min;

(2)當(dāng)溫度穩(wěn)定時(shí),加入聚乙烯醇粉末2~10g,繼續(xù)攪拌直至形成凝膠,完全冷卻后即制成納米纖維素-聚吡咯-聚乙烯醇復(fù)合導(dǎo)電水凝膠。

9.權(quán)利要求1所述的納米纖維素-聚吡咯-聚乙烯醇復(fù)合導(dǎo)電水凝膠在制備柔性導(dǎo)電材料中的應(yīng)用。

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