CN101265432A - 纳米微晶纤维素电流变液的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种纳米微晶纤维素电流变液的制备方法,选用定量的工业级微晶纤维素于容器中,分别按比例加入去离子水、浓硫酸和盐酸超声振荡一段时间,用去离子水反复洗涤,将产物洗涤至pH=7,离心分离,静置一段时间,体系pH值不变;表面进行包覆处理,加温烘干,研磨成纳米级细粉;将纳米粉和硅油按比例混合均匀。由于微晶纤维素具有良好的亲油性,可有效改善颗粒的接触状态和相互作用,减小颗粒之间的自由空隙,从而有效地提高颗粒的介电极化及成纤结构的致密性和强度,提高电流变液的电流变性能。其粒径小、聚合度小、比表面大和反应活性大,有效提高了电流变液的屈服强度,制备工艺简单、较易分散,周期短,成本低,在电流变工程领域内具广泛的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及电流变液材料,特别是一种纳米微晶纤维素电流变液的制备方法。
背景技术
1939年,Winslow在一次试验中发现,置于电场中的悬浮液其粘度突然增大以致失去了流动性,撤走电场后,流体又迅速恢复原状。这种奇特的现象就是所谓的电流变效应,具有该效应的流体即电流变液体(ERF),电流变液的奇异性质使其在液压、机器人、自动机械等领域有广泛的潜在应用价值。如今已经研制出多种具有电流变效应的电流变材料,但是由于一般电流变液材料的屈服强度比磁流变液低得多,无法满足工程应用的要求。因此,提高电流变液屈服强度成为电流变液应用的关键,其研究重点则集中于高性能电流变颗粒及电流变液的研制。研究表明,电流变颗粒的结构状态、尺寸等强烈影响材料的介电性能和极化性能,颗粒的细化有利于提高电流变液的屈服强。近年来电流变液领域的许多研究者开始把目光集中到纳米材料上,并成功研制了一系列的纳米掺杂、改性的电流变材料,然而这些电流变材料的制备比较困难,不易获得均匀的纳米级颗粒且不易分散,导致分散相仍为微米尺度内的纳米材料。
发明内容
技术问题:本发明的目的是提供一种粒径小、聚合度小、比表面大、反应活性大,且制备工艺简单、较易分散的纳米微晶纤维素电流变液的制备方法。
技术方案:本发明的制备方法如下:
a.选用工业级微晶纤维素(MCC),取一定量的MCC于容器中,分别按比例加入去离子水、浓硫酸和盐酸超声振荡一段时间;
b.然后静置,用去离子水反复洗涤;
c.将产物洗涤至pH=7,离心分离,静置一段时间,体系pH值不变;
d.表面进行包覆处理,加温烘干,研磨成纳米级细粉;
e.将纳米粉和硅油按比例混合均匀。
所述一定量的MCC和去离子水的质量比为1∶15-20,分别按比例加入的去离子水、浓硫酸和盐酸的比例为6∶3∶1;所述超声振荡一段时间为6~10h;所述静置一段时间为36~54h;所述加温烘干的温度约为70℃;所述研磨成纳米级细粉颗粒粒径为40~50nm;所述纳米粉和硅油的体积比为10%~40%。
有益效果:由于微晶纤维素(MCC)具有良好的亲油性,可有效改善颗粒的接触状态和相互作用,减小颗粒之间的自由空隙,从而有效地提高颗粒的介电极化及成纤结构的致密性和强度,提高电流变液的电流变性能。通过强酸降解MCC,得到的纳米微晶纤维素(NCC)不但具有纤维素的基本结构与性能,还具有纳米颗粒的典型特征,如粒径小、聚合度小、比表面大和反应活性大,有效提高了电流变液的屈服强度,且制备工艺简单、较易分散,周期短,成本低。利用该纳米颗粒作分散相制备电流变液时,不仅可以提高电流变液的电流变性能,还能显著改善电流变材料的抗沉淀性能,在电流变工程应用领域内具有良好的发展前景。
具体实施方式
实施例一、本发明选用工业级微晶纤维素(MCC),取35gMCC于容器中,分别加入540mL去离子水,270mL浓硫酸,90mL盐酸超声振荡8h。然后静置,用去离子水反复洗涤,直至pH=7,进行离心分离并静置48h,体系pH值不变。表面进行包覆处理,70℃烘干,研磨成细粉,然后按体积比10%、20%、30%和硅油混合均匀。
实施例二、本发明选用工业级微晶纤维素(MCC),取24gMCC于容器中,分别加入360mL去离子水,180mL浓硫酸,60mL盐酸超声振荡8h。然后静置,用去离子水反复洗涤,直至pH=7,进行离心分离并静置36h,体系pH值不变。表面进行包覆处理,70℃烘干,研磨成细粉,然后按体积比10%、20%、30%和硅油混合均匀。
实施例三、本发明选用工业级微晶纤维素(MCC),取27gMCC于容器中,分别加入540mL去离子水,270mL浓硫酸,90mL盐酸超声振荡8h。然后静置,用去离子水反复洗涤,直至pH=7,进行离心分离并静置54h,体系pH值不变。表面进行包覆处理,70℃烘干,研磨成细粉,然后按体积比10%、20%、30%和硅油混合均匀。
Claims (7)
1.纳米微晶纤维素电流变液的制备方法,其特征在于:
a.选用工业级微晶纤维素(MCC),取一定量的MCC于容器中,分别按比例加入去离子水、浓硫酸和盐酸超声振荡一段时间;
b.然后静置,用去离子水反复洗涤;
c.将产物洗涤至pH=7,离心分离,静置一段时间,体系pH值不变;
d.表面进行包覆处理,加温烘干,研磨成纳米级细粉;
e.将纳米粉和硅油按比例混合均匀。
2.根据权利要求1所述的纳米微晶纤维素电流变液的制备方法,其特征在于:所述一定量的MCC和去离子水的质量比为1∶15-20,分别按比例加入的去离子水、浓硫酸和盐酸的比例为6∶3∶1。
3.根据权利要求1所述的纳米微晶纤维素电流变液的制备方法,其特征在于:所述超声振荡一段时间为6~10h。
4.根据权利要求1所述的纳米微晶纤维素电流变液的制备方法,其特征在于:所述静置一段时间为36~54h。
5.根据权利要求1所述的纳米微晶纤维素电流变液的制备方法,其特征在于:所述加温烘干的温度约为70℃。
6.根据权利要求1所述的纳米微晶纤维素电流变液的制备方法,其特征在于:所述研磨成纳米级细粉颗粒粒径为40~50nm。
7.根据权利要求1或6所述的纳米微晶纤维素电流变液的制备方法,其特征在于:所述纳米粉和硅油的体积比为10%~40%。
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PB01 | Publication | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080917 |