一种微晶纤维素‑纳米ZnO杂化材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种微晶纤维素‑纳米ZnO杂化材料的制备方法，包括如下步骤：(1)微晶纤维素的溶胀；(2)控制微晶纤维素表面吸附碱液层的厚度；(3)溶胀微晶纤维素悬浮液的配置；(4)纳米ZnO前驱体溶液的配置；(5)溶胶‑凝胶反应。并公开了所述微晶纤维素‑纳米ZnO杂化复合材料的应用。成本低，操作简单，可再生，污染小，制备的微晶纤维素‑纳米ZnO杂化材料在橡胶基体中分散性好，表面和内部均产生无机纳米颗粒，充分发挥其补强性能。用微晶纤维素‑纳米ZnO杂化材料部分或全部取代胎面胶中的白炭黑，可以降低了胎面胶生热，提高胎面胶的抗湿滑性同时降低滚动阻力。

A method for preparing microcrystalline cellulose nano ZnO hybrid material and its application

The invention discloses a method for preparing microcrystalline cellulose nano ZnO hybrid material, which comprises the following steps: (1) the swelling of microcrystalline cellulose; (2) control of microcrystalline cellulose lye surface adsorption layer thickness; (3) swelling of microcrystalline cellulose suspension configuration; (4) ZnO nano precursor solution configuration (5); sol gel reaction. The application of the microcrystalline cellulose nano ZnO hybrid material and open. Low cost, simple operation, little pollution, renewable, preparation of microcrystalline cellulose nano ZnO hybrid materials with good dispersion in the rubber matrix, inorganic nano particles are generated surface and internal, give full play to the reinforcing performance. Using microcrystalline cellulose nano ZnO hybrid material to replace some or all of the tread of the white carbon black, can reduce the tread of heat, improve the wet skid resistance of tire tread and reduce rolling resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种微晶纤维素-纳米ZnO杂化材料的制备方法及其应用
本专利技术涉及微晶纤维素杂化材料制备领域，尤其涉及一种微晶纤维素与纳米ZnO杂化材料的制备及应用。
技术介绍
橡胶是国民经济和人民生产生活各个领域中不可替代的重要材料之一。为了提高橡胶材料的各项性能并降低成本，通常要在橡胶中加入填料进行补强。炭黑、白炭黑作为橡胶工业最为传统也是最为重要的补强填料，具有十分优异的补强性能，但同时它也具有高污染、高能耗、高密度等难以避免的缺点。随着节能环保要求的不断提高，性能优良、绿色环保的补强剂白炭黑倍受青睐，尤其是在轮胎胎面胶中，在橡胶工业中的市场将继续扩大。然而，由于白炭黑偏酸性及其较强的吸附作用，如果橡胶配方中填充过多的白炭黑，会延迟硫化速度；另一方面白炭黑粒径极小，比表面积较大，表面有一层均匀的硅氧烷和硅醇羟基，具有很强的亲水性，容易相互凝聚成团，在有机相中难以湿润和分散，使得掺用白炭黑的胶料粘度大幅度升高，胶料加工困难。纤维素是一种广泛存在于自然界的多糖类生物材料，由纤维素降解制得的微晶纤维素(MCC)具有较完整的结晶结构和优异的力学性能。与炭黑和白炭黑这些传统填料相比，MCC具有来源广、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微晶纤维素‑纳米ZnO杂化材料的制备方法，包括如下步骤：(1)微晶纤维素的溶胀；将微晶纤维素分散在有机醇中，再加入碱液水溶液，高速搅拌2‑6h后抽滤，得到溶胀后的微晶纤维素纤维；(2)控制微晶纤维素表面吸附碱液层的厚度；将步骤(1)所得溶胀后的微晶纤维素在室温条件下真空干燥一定的时间，以控制控制微晶纤维素表面吸附碱液层的厚度，得表面吸附碱液的微晶纤维素；(3)溶胀微晶纤维素悬浮液的配置；将步骤2所得表面吸附碱液的微晶纤维素分散到的有机醇中高速搅拌30‑60min；(4)纳米ZnO前驱体溶液的配置；将纳米ZnO前驱体溶解在有机醇中，备用；(5)溶胶‑凝胶反应；将步骤(3)所得溶胀微晶纤维素悬...

【技术特征摘要】
1.一种微晶纤维素-纳米ZnO杂化材料的制备方法，包括如下步骤：(1)微晶纤维素的溶胀；将微晶纤维素分散在有机醇中，再加入碱液水溶液，高速搅拌2-6h后抽滤，得到溶胀后的微晶纤维素纤维；(2)控制微晶纤维素表面吸附碱液层的厚度；将步骤(1)所得溶胀后的微晶纤维素在室温条件下真空干燥一定的时间，以控制控制微晶纤维素表面吸附碱液层的厚度，得表面吸附碱液的微晶纤维素；(3)溶胀微晶纤维素悬浮液的配置；将步骤2所得表面吸附碱液的微晶纤维素分散到的有机醇中高速搅拌30-60min；(4)纳米ZnO前驱体溶液的配置；将纳米ZnO前驱体溶解在有机醇中，备用；(5)溶胶-凝胶反应；将步骤(3)所得溶胀微晶纤维素悬浮液滴加到步骤(4)所得纳米ZnO前驱体溶液中，水浴加热反应一段时间后室温陈化，抽滤，得微晶纤维素-纳米ZnO杂化材料。2.如权利要求1所述的一种微晶纤维素-纳米ZnO杂化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的碱液水溶液为氢氧化钠或者尿素水溶液，所述碱液水溶液浓度为4-16％，有机醇与碱液水溶液的体积比为1:2-1:4，微晶纤维素在有机醇中的浓度为0.67-0.13g/mL。3.如权利要求1所述的一种微晶纤维素-纳米ZnO杂化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)或(3)或(4)中的有机醇为乙醇或者异丙醇中的一种。4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙举涛，梁云昊，刘晓玲，王丽丽，孙学红，马艳莉，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37