專利名稱：一種助催化制備納米纖維素復(fù)合相變材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米纖維素復(fù)合相變材料的制備方法
背景技術(shù)：
20世紀(jì)60年代，美國(guó)航空航天局(NASA)中心實(shí)驗(yàn)室為減少溫度劇烈變化對(duì)宇宙飛船中精密設(shè)備的影響，開(kāi)始對(duì)相轉(zhuǎn)變材料技術(shù)進(jìn)行研究。相轉(zhuǎn)變材料(PCM)的相變是指這些物質(zhì)在一定條件下，其自身溫度基本不變而相態(tài)發(fā)生變化的過(guò)程。相變儲(chǔ)能材料具有儲(chǔ)熱密度高，儲(chǔ)熱過(guò)程中溫度變化非常小的特點(diǎn)。相變儲(chǔ)能材料現(xiàn)已廣泛用于熱泵、太陽(yáng)能利用等領(lǐng)域。復(fù)合相變儲(chǔ)能材料是一種新型相變材料，可以利用毛細(xì)管作用將相變材料吸附到多孔基質(zhì)中或共混法或共聚法(接枝共聚和嵌段共聚等)制備，聚乙二醇(PEG)是共聚法采用最多的相變材料，如纖維素接枝共聚物等，該類材料主要應(yīng)用在保暖纖維方面；或采用納米技術(shù)制備(溶膠-凝膠法等)或燒結(jié)法制備。相變儲(chǔ)能材料的復(fù)合方法有膠囊型相變材料、定形相變儲(chǔ)能材料和納米復(fù)合相變儲(chǔ)能材料三種。與粉體纖維素以及微晶纖維素相比，納米纖維素有許多優(yōu)良性能，如高純度、高聚合度、高結(jié)晶度、高親水性、高楊氏模量、高強(qiáng)度、超精細(xì)結(jié)構(gòu)和高透明性等。因此，可以在一定程度上優(yōu)化納米纖維素的性能，進(jìn)一步化學(xué)改性后，可以與某些高分子化合物復(fù)合制備出新型具有某些功能，如固-固相變儲(chǔ)能的納米纖維素復(fù)合材料?，F(xiàn)有技術(shù)是以納米纖維素(NCC)為骨架材料，聚乙二醇(PEG， 規(guī)格為相對(duì)分子質(zhì)量4000)為相變儲(chǔ)能功能基，采用化學(xué)接枝的方法制備納米纖維素/聚乙二醇相變材料，其相變焓可達(dá)約110J/g，該制備方法需要丙烯酰氯、二苯甲酮、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二氯甲烷、丙酮為原料，且在紫外發(fā)生器中照射反應(yīng)，制備成本高。因此現(xiàn)有制備納米纖維素復(fù)合相變材料存在相變焓低、制備成本高的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有制備納米纖維素復(fù)合相變材料存在相變焓低、制備成本高的問(wèn)題，而提供一種助催化制備納米纖維素復(fù)合相變材料的方法。一種助催化制備納米纖維素復(fù)合相變材料的方法，具體是按以下步驟完成的一、 原料預(yù)處理①純化聚乙二醇向PEG-10000中加入苯，然后在70°C 90°C下水浴加熱至完全溶解，得到濃度為0. 5g/mL 1. 5g/mL的混合溶液，將混合溶液冷卻至室溫，然后加入環(huán)己烷，混合均勻后靜置至無(wú)白色粉末狀固體析出為止，然后采用抽濾方法得到濕聚乙二醇，最后在溫度為30°C 50°C、真空條件下將得到的濕聚乙二醇干燥至恒重，即得到純化后的聚乙二醇；②無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺向N，N-二甲基甲酰胺中加入無(wú)水硫酸鎂，至無(wú)水硫酸鎂呈顆粒狀停止加入，然后靜置1 30h，減壓蒸餾即得到的無(wú)水N，N- 二甲基甲酰胺；③干燥納米纖維素采用酸水解法將粒徑為0. 05 2mm的纖維素原料制備成納米纖維素懸濁液，然后配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %的納米纖維素水溶液，最后采用冷凍干燥機(jī)在溫度為-55°C _45°C、真空度為801 1001 下冷凍干燥1 36h，即得到干燥納米纖維素； 二、制備預(yù)聚物溶液將純化后的聚乙二醇加入無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺中，然后在65°C 75°C水浴加熱至完全溶解，得到濃度為0. 15g/mL 0. 30g/mL的混合反應(yīng)溶液，向混合反應(yīng)溶液中加入對(duì)苯甲基二異氰酸酯和催化劑，并混合均勻，在溫度為65°C 75°C、攪拌速度為500r/min 700r/min下攪拌反應(yīng)55 65min，即得到預(yù)聚物溶液；三、聚合干燥納米纖維素加入無(wú)水N，N- 二甲基甲酰胺中，在室溫、攪拌速度為500r/min 700r/min下攪拌分散11 13h，得到濃度為0. 01g/mL 0. 03g/mL的納米纖維素/N，N-二甲基甲酰胺懸浮液， 然后將納米纖維素/N，N- 二甲基甲酰胺懸浮液以3mL/min 6mL/min的速度加入到步驟二制備的預(yù)聚物溶液中，并混合均勻，然后在溫度為65°C 75°C、真空度為1.5X10Va 2. 5 X IO4Pa下反應(yīng)3. 5 4. 5h，即得到聚合物溶液；四、分離干燥處理將步驟三制備的聚合物溶液自然冷卻至室溫，然后加入無(wú)水乙醚，混合均勻后沉淀1. 5 3. 5h，采用抽濾的方法得到聚合物(濾渣)，最后在室溫下將聚合物真空干燥23 25h，即得到納米纖維素復(fù)合相變材料；步驟一①中所述的苯與環(huán)己烷的體積比為1 (1.5 2. ；步驟二中加入的對(duì)苯甲基二異氰酸酯與純化后的聚乙二醇的質(zhì)量比為(0.025 0.05) 1;步驟二中加入的催化劑與純化后的聚乙二醇的物質(zhì)的量比為(0. 05 0. 15) 100 ；步驟三中所述的納米纖維素/N，N-二甲基甲酰胺懸浮液與步驟二制備的預(yù)聚物溶液的體積比為(1 3) 1 ； 步驟四中所述加入的無(wú)水乙醚與步驟三制備的聚合物溶液的體積比為(6 7) 1。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)一、本發(fā)明制備的納米纖維素復(fù)合相變材料的相變焓為150. IJ/ g，比現(xiàn)有的納米纖維素/聚乙二醇相變材料提高了 40. lj/g ；二、本發(fā)明不是在紫外發(fā)生器中照射反應(yīng)，且沒(méi)有使用丙烯酰氯和二苯甲酮作為原料，操作過(guò)程簡(jiǎn)單易行。反應(yīng)條件溫和，原料來(lái)源廣泛，因此制備成本低，并且本發(fā)明的收率可達(dá)到80% 88%;三、本發(fā)明采用 PEG-10000與現(xiàn)有采用PEG-4000相比，PEG毒性隨分子量的增加而減少，更符合環(huán)保要求。


圖1是試驗(yàn)一步驟一①中得到純化后的聚乙二醇、試驗(yàn)一步驟一③中得到干燥納米纖維素和試驗(yàn)一制備的納米纖維素復(fù)合相變材料的傅立葉變換紅外譜圖，圖1中的a表示本試驗(yàn)制備納米纖維素復(fù)合相變材料的傅立葉變換紅外譜圖，圖1中的b表示本試驗(yàn)步驟一①中得到純化后聚乙二醇的傅立葉變換紅外譜圖，圖1中的c表示本試驗(yàn)步驟一③中得到干燥納米纖維素的傅立葉變換紅外譜圖；圖2是試驗(yàn)一步驟一①中得到純化后的聚乙二醇的差示掃描量熱法曲線；圖3是試驗(yàn)一制備納米纖維素復(fù)合相變材料的差示掃描量熱法曲線；圖4是試驗(yàn)一步驟一①中得到純化后的聚乙二醇、試驗(yàn)一步驟一③中得到干燥納米纖維素和試驗(yàn)一制備的納米纖維素復(fù)合相變材料的熱重分析曲線圖，圖4中的a表示試驗(yàn)一步驟一③中得到干燥納米纖維素的熱重分析曲線圖，圖4中的b表示試驗(yàn)一步驟一① 中得到純化后聚乙二醇的熱重分析曲線圖，圖4中的c表示試驗(yàn)一制備納米纖維素復(fù)合相變材料的熱重分析曲線圖；圖5是試驗(yàn)一步驟一①中得到純化后的聚乙二醇、試驗(yàn)一步驟一③中得到干燥納米纖維素和試驗(yàn)一制備的納米纖維素復(fù)合相變材料的差熱重量分析曲線圖，圖4中的a表示試驗(yàn)一步驟一③中得到干燥納米纖維素的微分熱重量分析曲線圖，圖 4中的b表示試驗(yàn)一步驟一①中得到純化后聚乙二醇的微分熱重量分析曲線圖，圖4中的c 表示試驗(yàn)一制備納米纖維素復(fù)合相變材料的微分熱重量分析曲線圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式是一種助催化制備納米纖維素復(fù)合相變材料的方法，具體是按以下步驟完成的一、原料預(yù)處理①純化聚乙二醇向PEG-10000中加入苯，然后在70°C 90°C下水浴加熱至完全溶解，得到濃度為0. 5g/mL 1. 5g/mL的混合溶液，將混合溶液冷卻至室溫，然后加入環(huán)己烷，混合均勻后靜置至無(wú)白色粉末狀固體析出為止，然后采用抽濾方法得到濕聚乙二醇，最后在溫度為30°C 50°C、真空條件下將得到的濕聚乙二醇干燥至恒重， 即得到純化后的聚乙二醇；②無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺向N，N-二甲基甲酰胺中加入無(wú)水硫酸鎂，至無(wú)水硫酸鎂呈顆粒狀停止加入，然后靜置1 30h，減壓蒸餾即得到的無(wú)水N， N- 二甲基甲酰胺；③干燥納米纖維素采用酸水解法將粒徑為0. 05 2mm的纖維素原料制備成納米纖維素懸濁液，然后配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %的納米纖維素水溶液，最后采用冷凍干燥機(jī)在溫度為_(kāi)55°C _45°C、真空度為801 1001 下冷凍干燥12h 36h，即得到干燥納米纖維素；二、制備預(yù)聚物溶液將純化后的聚乙二醇加入無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺中， 然后在65°C 75°C水浴加熱至完全溶解，得到濃度為0. 15g/mL 0. 30g/mL的混合反應(yīng)溶液，向混合反應(yīng)溶液中加入對(duì)苯甲基二異氰酸酯和催化劑，并混合均勻，在溫度為65°C 75°C、攪拌速度為500r/min 700r/min下攪拌反應(yīng)55 65min，即得到預(yù)聚物溶液；三、 聚合干燥納米纖維素加入無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺中，在室溫、攪拌速度為500r/min 700r/min下攪拌分散11 13h，得到濃度為0. 01g/mL 0. 03g/mL的納米纖維素/N，N- 二甲基甲酰胺懸浮液，然后將納米纖維素/N，N- 二甲基甲酰胺懸浮液以3mL/min 6mL/min 的速度加入到步驟二制備的預(yù)聚物溶液中，并混合均勻，然后在溫度為65°C 75°C、真空度為1. 5 X IO4Pa 2. 5 X IO4Pa下反應(yīng)3. 5 4. 5h，即得到聚合物溶液；四、分離干燥處理 將步驟三制備的聚合物溶液自然冷卻至室溫，然后加入無(wú)水乙醚，混合均勻后沉淀1. 5 3.證，采用抽濾的方法得到聚合物(濾渣)，最后在室溫下將聚合物真空干燥23 25h，即得到納米纖維素復(fù)合相變材料。本實(shí)施方式步驟一①中所述的苯與環(huán)己烷的體積比為1 (1.5 2. 5)。本實(shí)施方式步驟二中加入的對(duì)苯甲基二異氰酸酯與純化后的聚乙二醇的質(zhì)量比為(0. 025 0. 05) 1。本實(shí)施方式步驟二中加入的催化劑與純化后的聚乙二醇的物質(zhì)的量比為 (0. 05 0. 15) 100。本實(shí)施方式步驟三中所述的納米纖維素/N，N- 二甲基甲酰胺懸浮液與步驟二制備的預(yù)聚物溶液的體積比為(1 3) 1。本實(shí)施方式步驟四中所述加入的無(wú)水乙醚與步驟三制備的聚合物溶液的體積比為(6 7) 1。本實(shí)施方式步驟一②中得到的無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺一部分用于步驟二中溶解純化后的聚乙二醇得到濃度為0. 15g/mL 0. 30g/mL的混合反應(yīng)溶液；另一部分用于步驟三中溶解干燥納米纖維素得到濃度為0. 01g/mL 0. 03g/mL的納米纖維素/N，N- 二甲基甲酰胺懸浮液。本實(shí)施方式制備的納米纖維素復(fù)合相變材料的相變焓為140J/g 160J/g，比現(xiàn)有的納米纖維素/聚乙二醇相變材料提高了 30J/g 50J/g。本實(shí)施方式不是在紫外發(fā)生器中照射反應(yīng)，且沒(méi)有使用丙烯酰氯和二苯甲酮作為原料，操作過(guò)程簡(jiǎn)單易行。反應(yīng)條件溫和，原料來(lái)源廣泛，因此制備成本低，并且本發(fā)明的收率可達(dá)到80% 88%。本實(shí)施方式采用PEG-10000與現(xiàn)有采用PEG-4000相比，PEG毒性隨分子量的增加而減少，更符合環(huán)保要求。采用下述試驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)明效果試驗(yàn)一一種助催化制備納米纖維素復(fù)合相變材料的方法，具體是按以下步驟完成的一、原料預(yù)處理①純化聚乙二醇向PEG-10000中加入苯，然后在80°C下水浴加熱至完全溶解，得到濃度為lg/mL的混合溶液，將混合溶液冷卻至室溫，然后加入環(huán)己烷， 混合均勻后靜置至無(wú)白色粉末狀固體析出為止，然后采用抽濾方法得到濕聚乙二醇，最后在溫度為40°C、真空條件下將得到的濕聚乙二醇干燥至恒重，即得到純化后的聚乙二醇；
②無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺向N，N-二甲基甲酰胺中加入無(wú)水硫酸鎂，至無(wú)水硫酸鎂呈顆粒狀停止加入，然后靜置Mh，減壓蒸餾即得到的無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺；③干燥納米纖維素采用酸水解法將粒徑為0. 05 2mm的蘆葦漿粉制備成納米纖維素懸濁液，然后配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的納米纖維素水溶液，最后采用冷凍干燥機(jī)在溫度為-50°C、真空度為90 下冷凍干燥Mh，即得到干燥納米纖維素；二、制備預(yù)聚物溶液將純化后的聚乙二醇加入無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺中，然后在70°C水浴加熱至完全溶解，得到濃度為0. 2g/mL的混合反應(yīng)溶液，向混合反應(yīng)溶液中加入對(duì)苯甲基二異氰酸酯和催化劑，并混合均勻，在溫度為 60°C、攪拌速度為600r/min下攪拌反應(yīng)60min，即得到預(yù)聚物溶液；三、聚合將干燥納米纖維素加入無(wú)水N，N- 二甲基甲酰胺中，在室溫、攪拌速度為600r/min下攪拌分散12h，得到濃度為0. 02g/mL的納米纖維素/N，N-二甲基甲酰胺懸浮液，然后將納米纖維素/N，N-二甲基甲酰胺懸浮液以4. 5mL/min的速度加入到步驟二制備的預(yù)聚物溶液中，并混合均勻，然后在溫度為70°C、真空度為2. OX 104 下反應(yīng)4h，即得到聚合物溶液；四、分離干燥處理 將步驟三制備的聚合物溶液自然冷卻至室溫，然后加入無(wú)水乙醚，混合均勻后沉淀池，采用抽濾的方法得到聚合物(濾渣)，最后在室溫下將聚合物真空干燥Mh，即得到納米纖維素復(fù)合相變材料。本試驗(yàn)步驟一①中所述的苯與環(huán)己烷的體積比為1:2。本試驗(yàn)步驟二中所述的純化后的聚乙二醇和無(wú)水N，N- 二甲基甲酰胺來(lái)源于步驟
一①和②。本試驗(yàn)步驟二中加入的對(duì)苯甲基二異氰酸酯與步驟一①得到的純化聚乙二醇的質(zhì)量比為0. 035 1。本試驗(yàn)步驟二中加入的催化劑與步驟一①得到的純化聚乙二醇的物質(zhì)的量比為 0.10 100。本試驗(yàn)步驟三中所述的干燥納米纖維素和無(wú)水N，N- 二甲基甲酰胺來(lái)源于步驟一
③和②。本試驗(yàn)步驟三中所述的納米纖維素/N，N- 二甲基甲酰胺懸浮液與步驟二制備的預(yù)聚物溶液的體積比為2 1。本試驗(yàn)步驟四中所述加入的無(wú)水乙醚與步驟三制備的聚合物溶液的體積比為 7 I0
本試驗(yàn)步驟一②中得到的無(wú)水N，N- 二甲基甲酰胺一部分用于步驟二中溶解純化后的聚乙二醇得到濃度為0. 20g/mL的混合反應(yīng)溶液；另一部分用于步驟三中溶解干燥納米纖維素得到濃度為0. 02g/mL的納米纖維素/N，N- 二甲基甲酰胺懸浮液。本試驗(yàn)步驟一③所述的酸水解法為把粒徑為0. 05 2mm的蘆葦漿粉溶解于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的硫酸溶液中，然后在溫度為50°C下酸水解4h，得到納米纖維素懸浮液，采用去離子水洗滌納米纖維素懸浮液，并結(jié)合離心方法去除上層溶液，洗滌至離心后不出現(xiàn)分層為止，得到純凈的納米纖維素懸浮液。本試驗(yàn)步驟二中所述的催化劑的溶質(zhì)為辛酸亞錫，溶劑為二氯甲烷，且催化劑中辛酸亞錫的摩爾濃度為1. Omol/L。采用傅里葉變換紅外光譜儀觀察本試驗(yàn)步驟一①中得到純化后的聚乙二醇、本試驗(yàn)步驟一③中得到干燥納米纖維素和本試驗(yàn)制備的納米纖維素復(fù)合相變材料，如圖1所示，圖1中的a表示本試驗(yàn)制備納米纖維素復(fù)合相變材料的傅立葉變換紅外譜圖，圖1中的 b表示本試驗(yàn)步驟一①中得到純化后聚乙二醇的傅立葉變換紅外譜圖，圖1中的c表示本試驗(yàn)步驟一③中得到干燥納米纖維素的傅立葉變換紅外譜圖；通過(guò)圖1分析證明本試驗(yàn)制備納米纖維素復(fù)合相變材料是納米纖維素聚乙二醇材料。采用差示掃描量熱法分析本試驗(yàn)步驟一①中得到純化后的聚乙二醇和本試驗(yàn)制備的納米纖維素復(fù)合相變材料，如圖2和圖3所示，圖2是本試驗(yàn)步驟一①中得到純化后聚乙二醇的差示掃描量熱法曲線，圖3是本試驗(yàn)制備納米纖維素復(fù)合相變材料的差示掃描量熱法曲線；通過(guò)圖2和圖3分析證明本試驗(yàn)制備納米纖維素復(fù)合相變材料是納米纖維素聚乙二醇相變材料。采用熱重分析法分析本試驗(yàn)步驟一①中得到純化后的聚乙二醇、本試驗(yàn)步驟一③ 中得到干燥納米纖維素和本試驗(yàn)制備的納米纖維素復(fù)合相變材料，如圖4所示，圖4中的a 表示本試驗(yàn)步驟一③中得到干燥納米纖維素的熱重分析曲線圖，圖4中的b表示本試驗(yàn)步驟一①中得到純化后聚乙二醇的熱重分析曲線圖，圖4中的c表示本試驗(yàn)制備納米纖維素復(fù)合相變材料的熱重分析曲線圖；通過(guò)圖4分析證明本試驗(yàn)制備納米纖維素復(fù)合相變材料的熱穩(wěn)定性好。采用差熱重量分析法分析本試驗(yàn)步驟一①中得到純化后的聚乙二醇、本試驗(yàn)步驟一③中得到干燥納米纖維素和本試驗(yàn)制備的納米纖維素復(fù)合相變材料，如圖5所示，圖5中的a表示本試驗(yàn)步驟一③中得到干燥納米纖維素的微分熱重量分析曲線圖，圖5中的b表示本試驗(yàn)步驟一①中得到純化后聚乙二醇的差熱重量分析曲線圖，圖5中的c表示本試驗(yàn)制備納米纖維素復(fù)合相變材料的微分熱重量分析曲線圖；通過(guò)圖5分析也證明本試驗(yàn)制備納米纖維素復(fù)合相變材料的熱穩(wěn)定性好。通過(guò)差示掃描量熱法曲線圖和數(shù)據(jù)分析軟件計(jì)算出本試驗(yàn)制備的納米纖維素復(fù)
合相變材料的相變焓為150. lj/g，比現(xiàn)有的納米纖維素/聚乙二醇相變材料提高了 40. IJ/
g°通過(guò)制備出的相變材料質(zhì)量除以原料總質(zhì)量方法計(jì)算本試驗(yàn)制備的納米纖維素復(fù)合相變材料，可知收率為84. 92%。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟一③中所述的酸水解法為把粒徑為0. 05mm 2mm的纖維素原料溶解于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50% 60%的硫酸溶液中，然后在溫度為40°C 60°C下酸水解池 證，得到納米纖維素懸浮液，采用去離子水洗滌納米纖維素懸浮液，并結(jié)合離心方法去除上層溶液，洗滌至離心后不出現(xiàn)分層為止， 得到純凈的納米纖維素懸浮液。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二的不同點(diǎn)是步驟一③中所述的纖維素原料選自蘆葦漿粉、微晶纖維素粉、桉木漿粉和脫脂棉粉。其它與具體實(shí)施方式
二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三的不同點(diǎn)是步驟二中所述的催化劑的溶質(zhì)為辛酸亞錫，溶劑為二氯甲烷，且催化劑中辛酸亞錫的摩爾濃度為0. Smol/ L 1. 2mol/L。其它與具體實(shí)施方式
一至三相同。
權(quán)利要求
1.一種助催化制備納米纖維素復(fù)合相變材料的方法，其特征在于助催化制備納米纖維素復(fù)合相變材料的方法是按以下步驟完成的一、原料預(yù)處理①純化聚乙二醇向PEG-10000中加入苯，然后在70°C 90°C下水浴加熱至完全溶解，得到濃度為0. 5g/mL 1. 5g/mL的混合溶液，將混合溶液冷卻至室溫，然后加入環(huán)己烷，混合均勻后靜置至無(wú)白色粉末狀固體析出為止，然后采用抽濾方法得到濕聚乙二醇，最后在溫度為30°C 50°C、真空條件下將得到的濕聚乙二醇干燥至恒重，即得到純化后的聚乙二醇；②無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺向N，N-二甲基甲酰胺中加入無(wú)水硫酸鎂，至無(wú)水硫酸鎂呈顆粒狀停止加入，然后靜置18h 30h，減壓蒸餾即得到的無(wú)水N，N- 二甲基甲酰胺；③干燥納米纖維素采用酸水解法將粒徑為0. 05 2mm的纖維素原料制備成納米纖維素懸濁液，然后配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %的納米纖維素水溶液，最后采用冷凍干燥機(jī)在溫度為_(kāi)55°C _45°C、真空度為801 1001 下冷凍干燥1 36h，即得到干燥納米纖維素；二、制備預(yù)聚物溶液將純化后的聚乙二醇加入無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺中，然后在 65°C 75°C水浴加熱至完全溶解，得到濃度為0. 15g/mL 0. 30g/mL的混合反應(yīng)溶液，向混合反應(yīng)溶液中加入對(duì)苯甲基二異氰酸酯和催化劑，并混合均勻，在溫度為65°C 75°C、 攪拌速度為500r/min 700r/min下攪拌反應(yīng)55 65min，即得到預(yù)聚物溶液；三、聚合 干燥納米纖維素加入無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺中，在室溫、攪拌速度為500r/min 700r/ min下攪拌分散11 13h，得到濃度為0. 01g/mL 0. 03g/mL的納米纖維素/N，N- 二甲基甲酰胺懸浮液，然后將納米纖維素/N，N- 二甲基甲酰胺懸浮液以3mL/min 6mL/min的速度加入到步驟二制備的預(yù)聚物溶液中，并混合均勻，然后在溫度為65°C 75°C、真空度為1. 5 X IO4Pa 2. 5 X IO4Pa下反應(yīng)3. 5 4. 5h，即得到聚合物溶液；四、分離干燥處理 將步驟三制備的聚合物溶液自然冷卻至室溫，然后加入無(wú)水乙醚，混合均勻后沉淀1. 5 3. 5h，采用抽濾的方法得到聚合物，最后在室溫下將聚合物真空干燥23 25h，即得到納米纖維素復(fù)合相變材料；步驟一①中所述的苯與環(huán)己烷的體積比為1 (1.5 2. ;步驟二中加入的對(duì)苯甲基二異氰酸酯與純化后的聚乙二醇的質(zhì)量比為(0.025 0.05) 1;步驟二中加入的催化劑與純化后的聚乙二醇的物質(zhì)的量比為(0. 05 0. 15) 100 ；步驟三中所述的納米纖維素/N，N-二甲基甲酰胺懸浮液與步驟二制備的預(yù)聚物溶液的體積比為 (1 幻1 ；步驟四中所述加入的無(wú)水乙醚與步驟三制備的聚合物溶液的體積比為(6 7) 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種助催化制備納米纖維素復(fù)合相變材料的方法，其特征在于步驟一③中所述的酸水解法為把粒徑為0. 05 2mm的纖維素原料溶解于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 50% 60%的硫酸溶液中，然后在溫度為40°C 60°C下酸水解3 證，得到納米纖維素懸浮液，采用去離子水洗滌納米纖維素懸浮液，并結(jié)合離心方法去除上層溶液，洗滌至離心后不出現(xiàn)分層為止，得到純凈的納米纖維素懸浮液。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種助催化制備納米纖維素復(fù)合相變材料的方法，其特征在于步驟一③中所述粒徑為0. 05 2mm的纖維素原料選自蘆葦漿粉、微晶纖維素粉、桉木漿粉和脫脂棉粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種助催化制備納米纖維素復(fù)合相變材料的方法，其特征在于步驟二中所述的催化劑的溶質(zhì)為辛酸亞錫，溶劑為二氯甲烷，且催化劑中辛酸亞錫的摩爾濃度為0. 8mol/L 1. 2mol/L。
全文摘要
一種助催化制備納米纖維素復(fù)合相變材料的方法，它涉及一種納米纖維素復(fù)合相變材料的制備方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有制備納米纖維素復(fù)合相變材料存在相變焓低、制備成本高的問(wèn)題。方法一、首先對(duì)PEG-10000、N，N-二甲基甲酰胺和纖維素原料進(jìn)行預(yù)處理，二、將預(yù)處理得到純化后的聚乙二醇和無(wú)水N，N-二甲基甲酰胺混合，并加入苯甲基二異氰酸酯和催化劑進(jìn)行預(yù)聚得到預(yù)聚物，三、將預(yù)處理的產(chǎn)物制備成納米纖維素/N，N-二甲基甲酰胺懸浮液，然后將預(yù)聚物和納米纖維素/N，N-二甲基甲酰胺懸浮液混合進(jìn)行聚合的聚合物，四、對(duì)聚合物進(jìn)行干燥處理即得到納米纖維素復(fù)合相變材料。本發(fā)明主要用于制備納米纖維素復(fù)合相變材料。
文檔編號(hào)C09K5/06GK102504186SQ20111033797
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者劉志明, 孟圍, 王海英, 謝成 申請(qǐng)人:東北林業(yè)大學(xué), 劉志明, 王海英