CN205995464U - 聚脲气凝胶吸附体 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种聚脲气凝胶吸附体。聚脲气凝胶吸附体包括载体以及被载体吸附的液体，载体为聚脲气凝胶，液体的表面张力小于0.07N·m^‑1。上述聚脲气凝胶吸附体包括载体以及被载体吸附的液体，由于载体为聚脲气凝胶，具有串联是多孔纳米结构，从而形成毛细管现象(capillary phenomenon)。串联的多孔纳米结构相当于无数毛细管，当液体的表面张力小于0.07N·m^‑1时，液体能润湿毛细管，液面呈弯月凹面。液体的表面在毛细管中上升，直至管中上升液柱的静压力Δp等于弯曲表面上的附加压力p_s时，从而达到平衡，可容纳较多的液体。

Description

聚脲气凝胶吸附体

技术领域

本实用新型涉及气凝胶领域，特别是涉及一种聚脲气凝胶吸附体。

背景技术

吸附体包括载体以及被载体吸附的液体，其可以为各种形态。传统的吸附体为香薰饰品、蜡烛、石膏、藤条、棉麻香包等等。以香薰饰品为例，其是生活中常见的一种吸附体，其选取一定的载体，将香料固定下来，再缓慢地释放到环境中，起到清新空气、除臭芳香、防霉防蛀、驱除异味、提神醒脑之功效。然而，上述吸附体的载体可以容纳的香料较少，缓释效果一般。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的吸附体可以容纳的香料较少的问题，提供一种可容纳较多液体的聚脲气凝胶吸附体。

一种聚脲气凝胶吸附体，包括载体以及被所述载体吸附的液体，所述载体为聚脲气凝胶，所述液体的表面张力小于0.07N·m^-1。

上述聚脲气凝胶吸附体包括载体以及被载体吸附的液体，由于载体为聚脲气凝胶，具有串联是多孔纳米结构，从而形成毛细管现象(capillary phenomenon)。串联的多孔纳米结构相当于无数毛细管，当液体的表面张力小于0.07N·m^-1时，液体能润湿毛细管，液面呈弯月凹面。液体的表面在毛细管中上升，直至管中上升液柱的静压力Δp等于弯曲表面上的附加压力p_s时，从而达到平衡，可容纳较多的液体。

聚脲气凝胶为高韧性气凝胶，其纳米多孔结构相对无机气凝胶坚固许多，不会因液体的附加压力p_s而坍塌，故吸收液体后仍然可保持其原有的纳米孔多结构，且可反复吸收和释放液体，多次使用。

在其中一个实施例中，所述聚脲气凝胶为环状、片状或块状。

在其中一个实施例中，所述液体为单方精油、复方精油、驱蚊液、空气清 新剂或香水。

在其中一个实施例中，所述聚脲气凝胶吸附体还包括位于所述载体外侧一端的包覆物。

在其中一个实施例中，所述包覆物为密封膜、硅胶制品、纸或布。

在其中一个实施例中，所述聚脲气凝胶吸附体为驱蚊块、驱蚊手环、除臭块或芳香挂件。

在其中一个实施例中，聚脲气凝胶的孔径为10nm～10μm。

附图说明

图1为一实施方式的聚脲气凝胶吸附体的立体示意图；

图2为实施例1的效果图；

图3为实施例3的效果图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施方式的聚脲气凝胶吸附体包括载体以及被载体吸附的液体。载体为聚脲气凝胶，液体的表面张力小于0.07N·m^-1。

上述聚脲气凝胶吸附体包括载体以及被载体吸附的液体，由于载体为聚脲气凝胶，具有串联是多孔纳米结构，从而形成毛细管现象(capillary phenomenon)。 串联的多孔纳米结构相当于无数毛细管，当液体的表面张力小于0.07N·m^-1时，液体能润湿毛细管，液面呈弯月凹面。液体的表面在毛细管中上升，直至管中上升液柱的静压力Δp等于弯曲表面上的附加压力p_s时，从而达到平衡，可容纳较多的液体。

聚脲气凝胶为高韧性气凝胶，其纳米多孔结构相对无机气凝胶坚固许多，不会因液体的附加压力p_s而坍塌，故吸收液体后仍然可保持其原有的纳米孔多结构。对于表面张力小于0.07N〃m^-1的液体而言，由于毛细管现象的存在，其在纳米多孔结构中更难挥发。因此，可反复吸收和释放液体，多次使用。

聚脲气凝胶载体的内部的聚脲高分子成纤维状，纳米纤维自组装成孔隙率极高的气凝胶结构，层层叠错。而其纳米级的纤维结构和致密的微纳尺度孔洞分布均匀，能够容纳较多的液体。

本申请的聚脲气凝胶的孔隙率为15％～99.9％。聚脲气凝胶的孔径为10nm～10μm。聚脲气凝胶的比表面积为10m²/g～500m²/g。因此，本申请的聚脲气凝胶的孔隙率、孔洞直径和比表面积均较大，有利于能够容纳较多的液体，有利于应用。

聚脲气凝胶的密度较小，具体为10kg/m³～300kg/m³。由于其密度较小，因此方便携带及使用。

聚脲气凝胶与液体的质量比为1：0.1～1：100。因此，聚脲气凝胶能够吸附较多的液体。

液体可以为单方精油、复方精油、驱蚊液、空气清新剂或香水。例如可以为香茅草精油、薄荷精油、薰衣草精油或茉莉精油。但其不限于此，还可以为其他可挥发且起到一定功能性作用的液体，具体可根据使用需求进行选择。

载体为环状、片状或块状。当然，载体还可以为其他任意三维形状。例如可以做成动物或植物的形状等。

根据芳香液体的种类不同或者所选择载体的形状不同，可以将聚脲气凝胶吸附体做成驱蚊块、驱蚊手环、除臭块或芳香挂件。例如，当聚脲气凝胶中吸附驱蚊液之后，将载体做成块状，得到的聚脲气凝胶吸附体即为驱蚊块。当聚脲气凝胶中吸附驱蚊液之后，将载体做成环状，得到的聚脲气凝胶吸附体即为 驱蚊手环。当聚脲气凝胶中吸附空气清新剂或香水，将载体做成块状，得到的聚脲气凝胶吸附体即为除臭块或芳香挂件。除臭块可以应用于鞋内或腋下，用于除臭。芳香挂件可以挂在室内或车内等。当然，可将任意种类的芳香液体与任意形状的载体进行搭配，得到不同功能不同形状的聚脲气凝胶吸附体。例如，可以制作成带驱蚊功能的小工艺品、台摆等物品。

请参见图1，一实施方式的聚脲气凝胶吸附体100包括块状的载体110。此外，聚脲气凝胶吸附体100还包括位于载体110外侧一端的包覆物120，用于将聚脲气凝胶吸附体100的载体110进行部分包覆。被包覆的部分可以减慢液体挥发的速度，甚至不进行缓释。而未被包覆物覆盖的部分载体内部的液体则可进行挥发，用于实现各种功能。这样能够延长聚脲气凝胶吸附体的使用时间，而且具体包覆面积可以根据使用需求进行选择，例如，在面积较大的房间使用聚脲气凝胶吸附体时，可以减少包覆面积，而在面积较小的房间内使用聚脲气凝胶吸附体时，可以增大包覆面积。

包覆物120可以为密封膜、硅胶制品、纸或布。但不限于此，还可以为其他能够减少液体挥发速度的物体。

此外，温度和压力等外部条件对聚脲气凝胶吸附体中芳香液体的缓释速度具有一定的影响，因此，可以对聚脲气凝胶吸附体中芳香液体的缓释速度进行调控。例如，可以对聚脲气凝胶吸附体进行抽真空操作，可以增加芳香液体的缓释速度。

下面结合具体实施例进行说明：

本实用新型的实施例采用下述测试方法：称取0.5g聚脲气凝胶，放入芳香液体中，从放入开始计时，静置30分钟后取出，用滤纸轻轻拭去表面残留的芳香液体，之后进行称重。

实施例1

将吸附了香茅草精油的聚脲气凝胶分别置于30℃(303.15k)和50℃(323.15k)常压环境中，分别每隔12小时称重一次，持续10天，结果如图2 所示。

香茅精油为快速挥发性精油，将其置于常温下，完全挥发需要约24小时。用聚脲气凝胶作为载体吸附缓释，在30℃温度下，10天后仍能保留34％的精油量。温度升高后，挥发速度加大，但较之原挥发速度，仍有较大缓释作用。在不50℃温度下，10天后，测得精油残留量为18％。实验结果表明，本实施例的聚脲气凝胶能够在较长的时间内对香茅草精油进行缓释。

实施例2

在常温下，将吸附了薄荷精油的聚脲气凝胶，做减压抽滤操作，10分钟之后进行称重，测得薄荷精油的残留量为0.9％，因此残留量较小。表明减压能够增大薄荷精油的缓释速度，有利于充分缓释。

实施例3

将吸附了薰衣草精油的聚脲气凝胶用密封膜包裹80％，10天后，测得精油残留量为73％。

将吸附了薰衣草精油的聚脲气凝胶用密封膜包裹40％表面积，剩余60％表面积暴露在空气中，10天后，测得精油残留量为60％。

将吸附了薰衣草精油的聚脲气凝胶，完全暴露在空气中，10天后，测得精油残留量为40％。

实验结果如图3所示，薰衣草精油为中速挥发精油，完全挥发约需要72小时，本实施例表明用密封膜对吸附了薰衣草精油的聚脲气凝胶进行包裹，能够梯度减小薰衣草精油的缓释速度。

实施例4

对吸附了茉莉精油的聚脲气凝胶施加1000N的压力后，测得精油残留量为8.9％。实验结果表明对吸附了茉莉精油的聚脲气凝胶施加压力也能够增大茉莉精油的缓释速度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种聚脲气凝胶吸附体，其特征在于，包括载体以及被所述载体吸附的液体，所述载体为聚脲气凝胶，所述聚脲气凝胶具有串联的多孔纳米结构，所述液体的表面张力小于0.07N·m^-1；

所述聚脲气凝胶吸附体为环状、片状或块状。

2.根据权利要求1所述的聚脲气凝胶吸附体，其特征在于，所述液体为单方精油、复方精油、驱蚊液、空气清新剂或香水。

3.根据权利要求1所述的聚脲气凝胶吸附体，其特征在于，所述聚脲气凝胶吸附体还包括位于所述载体外侧一端的包覆物。

4.根据权利要求3所述的聚脲气凝胶吸附体，其特征在于，所述包覆物为密封膜、硅胶制品、纸或布。

5.根据权利要求1所述的聚脲气凝胶吸附体，其特征在于，所述聚脲气凝胶吸附体为驱蚊块、驱蚊手环、除臭块或芳香挂件。

6.根据权利要求1所述的聚脲气凝胶吸附体，其特征在于，聚脲气凝胶的孔径为10nm～10μm。