CN104693513A - 一种基于金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料的制备方法 - Google Patents

一种基于金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种金、银纳米粒子/天然橡胶纳米复合材料的制备方法，首先制备金、银纳米粒子；随后调整天然胶乳的pH值；然后采用“胶乳共混”的工艺，分别将金、银纳米粒子水溶液逐滴加入到天然胶乳中，搅拌一定时间后，分别将得到的乳状的金、银/天然橡胶复合物；铺膜、自然晾干，最后获得金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料；该方法制备过程简单、环保；制备的金、银纳米粒子/天然橡胶纳米复合材料具有丰富、鲜艳的颜色，在彩色橡胶制品、医用橡胶等领域具有潜在的应用价值。

Description

一种基于金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料的制备方法
【技术领域】
本发明涉及一种天然橡胶复合材料，特别涉及一种基于金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料的制备方法。
【背景技术】
随着科技的发展，天然橡胶的应用领域从日常生活和交通运输用品，逐渐向医用、电子、军工、航空、舰船等高精尖领域转移。应用领域的拓展，对天然橡胶的性能提出更高的要求。不仅要求材料具有一定的力学、电学等性能，还要求材料环保、卫生，具有彩色等功能。
贵金属纳米材料，尤其是金、银纳米粒子，因其独特的电学、光学、磁学等性质，在很多领域表现出潜在的应用价值。由于其在可见-近红外区有明显的吸收，通过调控贵金属的种类、形貌或尺寸等，可以制备具有不同颜色的纳米材料。研究表明(Bin Tang，Jinlong Tao.Etc.“Using hydroxy carboxylate to synthesize goldnanoparticles in heating and photochemical reactions and their application in coloration oftextiles”.Chemical Engineering Journal.2011，172，1，601-607.)利用贵金属纳米粒子独特的光学性质，即丰富多彩的颜色的特点，可将其用于织物、纤维等的颜色，染色后的织物等表现出鲜亮、多彩的颜色。
因此，为了赋予天然橡胶丰富多彩的颜色，还需要将金、银纳米粒子与天然橡胶复合，提供一种基于金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料的制备方法。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种基于金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料的制备方法，利用贵金属纳米粒子独特的光学性质，制备彩色天然橡胶。
具体地说，本发明首先制备金、银纳米粒子；随后调整天然胶乳的pH值；然后采用“胶乳共混”的工艺，分别将金、银纳米粒子水溶液逐滴加入到天然胶乳中，搅拌一定时间后，分别获得乳状的金、银/天然橡胶复合物，铺膜、自然晾干，最后获得金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料。
本发明所述的一种基于金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料，其特征在于它包括如下按重量份计的组分：
按干胶计的天然胶乳  1份；
金纳米粒子          0.001～0.012份；
银纳米粒子          0.018～0.0216份。
本发明所述的天然胶乳为浓缩天然胶乳或新鲜天然胶乳。
本发明所述的重量份可以是g或kg等公知的含量单位。
本发明所述的一种基于金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料制备方法如下：
(1)金、银纳米粒子的制备-柠檬酸钠还原法
金纳米粒子的制备：
向装有100份纯净水的三颈烧瓶中加入0.01份的氯金酸水，在沸腾条件下，加入0.03份柠檬酸钠水溶液(1wt％，3ml)，反应结束后，冷却至室温，备用；
银纳米粒子的制备：
向装有150份纯净水的三颈烧瓶中加入0.027份硝酸银，在沸腾条件下，加入0.03份柠檬酸钠水溶液(1wt％，3ml)，反应结束后，冷却至室温，备用。
(2)将浓缩天然胶乳或新鲜天然胶乳的pH值调整为10。
(3)胶乳共混
向按干胶计的1份浓缩天然胶乳或新鲜天然胶乳水溶液中，分别逐滴滴加0.001～0.012份(1)中制备的金纳米粒子、0.018～0.0216份银纳米粒子，搅拌5分钟，分别得到乳状的金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合物；铺膜、自然晾干，最终获得金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料。
【本发明的技术关键点】
本发明的技术关键点在于：
本发明利用金或银等贵金属纳米粒子独独特的光学性质，将其作为填料引入到天然橡胶中，制备彩色天然橡胶。
【本发明的有益效果】
本发明的有益效果如下：
(1)与传统的有机和无机染料或着色剂相比，本发明具有制备工艺简单、方便、颜色可调、鲜亮等优点；
(2)由于银纳米粒子具有良好的抗菌和杀菌效果，因此制备的银/天然橡胶纳米复合材料除了具有多彩的颜色外，还具有良好的抗菌效果；
(3)金、银纳米粒子的分散性好，这有助于改善复合材料的综合性能，为制备多功能天然橡胶纳米复合材料提供良好的保证；
(4)制备工艺环保、易行，可有效避免由于干胶混炼造成的环境污染。
【附图说明】
图1A、B、C分别为天然橡胶薄膜的光学照片及本发明制得的金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料的光学照片。从图中可以看出，单独的天然橡胶薄膜为黄白色，而与金、银纳米粒子复合后，薄膜显色发生明变化，分别表现出浅红色和浅黄色；
图2A、B分别为本发明制得的金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料的X射线衍射谱图。从4个明显的衍射峰，可以推断金、银纳米粒子已被成功引入到天然橡胶胶乳溶液中；
图3A、B分别为本发明制得的金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料断面的扫面电镜照图，右上角分别展示了局部放大后的扫面电镜照片。从图中可以看出，金、银纳米粒子均匀分散在表面，没有发生团聚。这有助于改善复合材料的综合性能，为制备多功能天然橡胶纳米复合材料提供良好的保证。
【实施例】
采用非限定性实施例对本发明进行说明。除非另有说明，下文采用的份数为重量份。
实施例1
制备金纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料
(1)金纳米粒子的制备——柠檬酸钠还原法
向装有100份纯净水的三颈烧瓶中加入0.01份的氯金酸水，在沸腾条件下，加入0.03份柠檬酸钠水溶液(1wt％，3ml)，反应结束后，冷却至室温，备用。
(2)用盐酸或氨水将浓缩天然胶乳或新鲜天然胶乳的pH值调整为10。
(3)胶乳共混
向按干胶计的1份浓缩天然胶乳或新鲜天然胶乳水溶液中，分别逐滴滴加0.001份、0.006份、0.012份(1)中制备的银纳米粒子，搅拌5分钟，分别得到乳状的银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合物；铺膜、自然晾干，最终获得金纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料。
实施例2
制备银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料
(1)银纳米粒子的制备——柠檬酸钠还原法
向装有150g纯净水的三颈烧瓶中加入0.027份硝酸银，在沸腾条件下，加入0.03份柠檬酸钠水溶液(1wt％，3ml)，反应结束后，冷却至室温，备用。
(2)用盐酸或氨水将浓缩天然胶乳或新鲜天然胶乳的pH值调整为10。
(3)胶乳共混
向按干胶计的1份浓缩天然胶乳或新鲜天然胶乳水溶液中，分别逐滴滴加0.018份、0.020份、0.0216份(1)中制备的银纳米粒子，搅拌5分钟，分别得到乳状的金银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合物；铺膜、自然晾干，最终获得银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料。

Claims (2)

1.一种基于金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料制备方法，其特征在于包括如下制备步骤：
(1)金、银纳米粒子的制备-柠檬酸钠还原法
金纳米粒子的制备：
向装有100份纯净水的三颈烧瓶中加入0.01份的氯金酸水，在沸腾条件下，加入0.03份柠檬酸钠水溶液(1wt％，3ml)，反应结束后，冷却至室温，备用；
银纳米粒子的制备：
向装有150份纯净水的三颈烧瓶中加入0.027份硝酸银，在沸腾条件下，加入0.03份柠檬酸钠水溶液(1wt％，3ml)，反应结束后，冷却至室温，备用；
(2)将天然胶乳的pH值调整为10；
(3)胶乳共混
向按干胶计的1份天然胶乳水溶液中，分别逐滴滴加0.001～0.012份(1)中制备的金纳米粒子、0.018～0.0216份银纳米粒子，搅拌5分钟，分别得到乳状的金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合物；铺膜、自然晾干，最终获得金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种基于金、银纳米粒子/彩色天然橡胶纳米复合材料制备方法，其特征在于所述的天然胶乳为浓缩天然胶乳或新鲜天然胶乳。
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