一种具有较低密度的纤维素多孔海绵的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有较低密度的纤维素多孔海绵的制备方法。以氢氧化钠/尿素水溶液作为溶剂，以无水硫酸钠作为成孔剂，以纤维素作为原料制备了一种具有较低密度的纤维素多孔海绵。对比了以纤维素和脱脂棉为原料的纤维素多孔海绵的结构与性能差异，也对比了不同成孔剂无水硫酸钠的用量对纤维素多孔海绵的结构与性能差异。最终选择最优成孔剂无水硫酸钠的用量，制备一种具有较低密度的纤维素多孔海绵，达到技术指标：密度小于0.1g/cm3，孔隙率大于90％。于90％。

【技术实现步骤摘要】
一种具有较低密度的纤维素多孔海绵的制备方法


[0001]本专利技术提出了一种具有较低密度的纤维素多孔海绵的制备方法，是以氢氧 化钠/尿素水溶液作为溶剂，以无水硫酸钠作为成孔剂，以纤维素作为原料制 备了一种具有较低密度的纤维素多孔海绵。对比了以纤维素和脱脂棉为原料 的纤维素多孔海绵的结构与性能差异，也对比了不同成孔剂无水硫酸钠的用 量对纤维素多孔海绵的结构与性能差异。最终选择较优的原料和合适成孔剂 无水硫酸钠的用量，最终实现了一种具有较低密度的纤维素多孔海绵，达到 技术指标：密度小于0.1g/cm3，孔隙率大于90％。

技术介绍

[0002]目前,有机合成高分子类海绵在日常生活中最为常用,如聚氨酯、聚酯和 聚乙烯醇海绵等。此类海绵的生产技术成熟,但其可降解性差、循环利用率低, 且对能源的消耗量高。因此,制备新型的环保海绵是目前的一个研究热点,如 淀粉类海绵材料、壳聚糖复合海绵等。纤维素是地球上储量最丰富的天然高 分子材料，它的生物降解性强、可循环再生。但目前纤维素资源的利用率较 低，只有约11％的天然木质纤维素原料被用于造纸、建筑和生产农作物产品 等方面，剩余的绝大部分参与了生态系统的碳循环，因此其仍然具有很大的 应用潜力。纤维素海绵的亲水性好、可降解性强,且降解产物对环境无污染, 具有良好的使用价值和生态效益，已经成为最具前景的海绵类材料之一。
[0003]纤维素分子内含有大量的羟基,易与水形成氢键,这使得纤维素海绵的吸 水能力较强。但纤维素分子内和分子间存在的巨大的氢键网络结构使得纤维 素的熔点高于其分解温度,不易于实现纤维素的熔融加工,所以溶解再生的方 法是目前纤维素海绵的主要制备方法。纤维素的直接溶解法制备纤维素海绵 的工艺流程相对简单,且环境的污染较小。氢氧化钠/尿素溶解体系的溶解效 果好且价格低廉,更有利于实现纤维素海绵的工业化生产。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种具有较低密度的纤维素多孔海绵的制备方法，是以氢 氧化钠/尿素水溶液作为溶剂，以无水硫酸钠作为成孔剂，以纤维素作为原料 制备了一种具有较低密度的纤维素多孔海绵。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术将采用以下技术方案：
[0006]一种具有较低密度的纤维素多孔海绵，主要选择纤维素，氢氧化钠，尿 素，硫酸钠以及去离子水等原料制备而成。
[0007]上述的一种具有较低密度的纤维素多孔海绵，选择纤维素为主要原料， 脱脂棉作为对比原料。
[0008]上述的一种具有较低密度的纤维素多孔海绵，包括以下步骤：
[0009]1.首先配置氢氧化钠和尿素的质量分数分别为6
‑
8％和10
‑
14％的水溶 液。
[0010]2.将总质量3
‑
5％的原料(纤维素或脱脂棉)加入到1制备的水溶液中， 均匀搅拌，
形成透明纤维素溶液。
[0011]3.随后向该悬浮液中加入一定质量的成孔剂无水硫酸钠，均匀混合，用 量分别为纤维素悬浮液质量的0.5、1、1.5和2倍，记为M
0.5
、M1、M
1.5
和M2。
[0012]4.将3的混合溶液注入模具后置于零下15
‑
零下20℃的条件下，陈化成 型48小时。
[0013]5.陈化成型后，用40
‑
60℃的去离子水洗涤4中制备的样品，目的是为 了除去成孔剂无水硫酸钠。
[0014]6.最后将5制得的材料放置到烘箱中，在40
‑
60℃的条件下干燥。
[0015]7.上述制备过程中，通过改变原料和成孔剂无水硫酸钠的用量，即可值 得不同结构和性能的纤维素海绵。
具体实施方式：
[0016]实施例1
[0017]首先配置氢氧化钠和尿素的质量分数分别为6
‑
8％和10
‑
14％的水溶液。 将总质量3
‑
5％的原料纤维素加入到上述的水溶液中，均匀搅拌，形成透明纤 维素溶液。随后向该悬浮液中加入一定质量的成孔剂无水硫酸钠，均匀混合， 用量分别为纤维素悬浮液质量的0.5倍，记为M
0.5
。然后混合溶液注入模具后 置于零下15
‑
零下20℃的条件下，陈化成型48小时。陈化成型后，用40
‑
60℃ 的去离子水洗涤样品，目的是为了除去成孔剂无水硫酸钠。最后将制得的材 料放置到烘箱中，在40
‑
60℃的条件下干燥。
[0018]实施例2
[0019]首先配置氢氧化钠和尿素的质量分数分别为6
‑
8％和10
‑
14％的水溶液。 将总质量3
‑
5％的纤维素原料加入到上述的水溶液中，均匀搅拌，形成透明纤 维素溶液。随后向该悬浮液中加入一定质量的成孔剂无水硫酸钠，均匀混合， 用量分别为纤维素悬浮液质量的1倍，记为M1。然后混合溶液注入模具后置 于零下15
‑
零下20℃的条件下，陈化成型48小时。陈化成型后，用40
‑
60℃ 的去离子水洗涤样品，目的是为了除去成孔剂无水硫酸钠。最后将制得的材 料放置到烘箱中，在40
‑
60℃的条件下干燥。
[0020]实施例3
[0021]首先配置氢氧化钠和尿素的质量分数分别为6
‑
8％和10
‑
14％的水溶液。 将总质量3
‑
5％的纤维素原料加入到上述的水溶液中，均匀搅拌，形成透明纤 维素溶液。随后向该悬浮液中加入一定质量的成孔剂无水硫酸钠，均匀混合， 用量分别为纤维素悬浮液质量的1.5倍，记为M
1.5
。然后混合溶液注入模具后 置于零下15
‑
零下20℃的条件下，陈化成型48小时。陈化成型后，用40
‑
60℃ 的去离子水洗涤样品，目的是为了除去成孔剂无水硫酸钠。最后将制得的材 料放置到烘箱中，在40
‑
60℃的条件下干燥。
[0022]实施例4
[0023]首先配置氢氧化钠和尿素的质量分数分别为6
‑
8％和10
‑
14％的水溶液。 将总质量3
‑
5％的纤维素原料加入到上述的水溶液中，均匀搅拌，形成透明纤 维素溶液。随后向该悬浮液中加入一定质量的成孔剂无水硫酸钠，均匀混合， 用量分别为纤维素悬浮液质量的2倍，记为M2。然后混合溶液注入模具后置 于零下15
‑
零下20℃的条件下，陈化成型48小时。陈化成型后，用40
‑
60℃ 的去离子水洗涤样品，目的是为了除去成孔剂无水硫酸钠。最后将制得的材 料放置到烘箱中，在40
‑
60℃的条件下干燥。
[0024]对比例1
[0025]首先配置氢氧化钠和尿素的质量分数分别为6
‑
8％和10
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有较低密度的纤维素多孔海绵，其特征在于：主要选择纤维素，氢氧化钠，尿素，硫酸钠以及去离子水等原料制备而成。2.一种具有较低密度的纤维素多孔海绵，其特征在于：选择纤维素为主要原料，脱脂棉为对比原料，对比两种原来最终样品的结构与性能。3.一种具有较低密度的纤维素多孔海绵，其特征在于：首先配置氢氧化钠和尿素的质量分数分别为6
‑
8％和10
‑
14％的水溶液。4.一种具有较低密度的纤维素多孔海绵，其特征在于：将总质量3
‑
5％的纤维素加入到1制备的水溶液中，均匀搅拌，形成透明纤维素溶液。5.一种具有较低密度的纤维素多孔海绵，其特征在于：向权利要求4悬浮液中加入一定质量的成孔剂无水硫酸钠，均匀混合，用量分别为纤维素悬浮液质量的0.5、1、1.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾紫敬，李祥，
申请(专利权)人：江苏恒富新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：