[发明专利]纳米二氧化硅原位沉积天然纤维多尺度增强体的制备方法

权利要求书

1.一种纳米SiO₂原位沉积天然纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于，包括：

采用羧甲基化法对天然纤维表面进行预处理；以及

采用原位沉积工艺在天然纤维表面制备不同微观结构与形貌的纳米SiO₂沉积层，得到纳米SiO₂原位沉积天然纤维多尺度增强体。

2.根据权利要求1所述的纳米SiO₂原位沉积天然纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于，所述采用羧甲基化法对天然纤维表面进行预处理，包括：

采用羧甲基化法对天然纤维表面进行碱处理和醚化处理，以优化天然纤维表面的微观形貌和化学结构。

3.根据权利要求2所述的纳米SiO₂原位沉积天然纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于，所述采用羧甲基化法对天然纤维表面进行碱处理，具体包括：

配制20wt.％异丙醇/10wt.％NaOH的碱性溶液，25℃超声震荡10min；将黄麻纤维置于该碱性溶液中，在40℃条件下浸泡90min。

4.根据权利要求3所述的纳米SiO₂原位沉积天然纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于，所述采用羧甲基化法对天然纤维表面进行醚化处理，具体包括：

配制2.5mol/L氯乙酸钠、8.0wt.％异丙醇和0.04mol/L 4-二甲氨基吡啶的混合溶液，其中0.04mol/L 4-二甲氨基吡啶作为催化剂，将该混合溶液加入到浸泡有黄麻纤维的碱性溶液中，在60℃条件下磁力搅拌4h；将黄麻纤维转移至0.05mol/L的稀H₂SO₄溶液中，在25℃的条件下浸泡2h；将黄麻纤维取出，经过清洗处理后，干燥备用。

5.根据权利要求1所述的纳米SiO₂原位沉积天然纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于，所述采用羧甲基化法对天然纤维表面进行预处理之后，还包括：

对经过羧甲基化预处理的天然纤维进行清洗处理和烘干处理。

6.根据权利要求1所述的纳米SiO₂原位沉积天然纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于，

所述对经过羧甲基化预处理的天然纤维进行清洗处理，是选用蒸馏水和乙醇溶液对天然纤维进行交替清洗；

所述对经过羧甲基化预处理的天然纤维进行烘干处理，是将天然纤维置于温度为60～70℃的烘箱中干燥。

7.根据权利要求1所述的纳米SiO₂原位沉积天然纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于，所述采用原位沉积工艺在天然纤维表面制备不同微观结构与形貌的纳米SiO₂沉积层的步骤中，所述原位沉积工艺采用溶胶-凝胶法。

8.根据权利要求7所述的纳米SiO₂原位沉积天然纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于，所述采用溶胶-凝胶法在天然纤维表面制备不同微观结构与形貌的纳米SiO₂沉积层，具体工艺参数如下：

正硅酸四乙酯(TEOS)的浓度为0.08mol/L；反应时间为6h；反应温度为60℃；氨水浓度为0.15～0.75mol/L。

9.根据权利要求1所述的纳米SiO₂原位沉积天然纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于，所述采用原位沉积工艺在天然纤维表面制备不同微观结构与形貌的纳米SiO₂沉积层的步骤中，所述不同微观结构与形貌的纳米SiO₂沉积层包括纳米SiO₂凝胶、纳米SiO₂阵列及纳米SiO₂团簇。

10.根据权利要求9所述的纳米SiO₂原位沉积天然纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于，所述纳米SiO₂沉积层通过C-O-Si化学键作用，原位沉积于天然纤维表面的沟壑结构中，有效调控了天然纤维的表面微观结构与形貌，赋予天然纤维优异的表面浸润性能与力学性能。