[发明专利]一种各向同性细菌纤维素材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种各向同性细菌纤维素材料的制备方法，包括以下步骤：将水凝胶进行切块处理，得到切块水凝胶；所述水凝胶为细菌纤维素水凝胶和细菌纤维素复合材料水凝胶中的一种或两种；将所述切块水凝胶进行压缩，得到各向同性细菌纤维素材料。为了提高各向同性细菌纤维素材料的功能性，本申请还提供了一种各向同性细菌纤维素材料的制备方法。本申请的制备方法得到了一种具有极低热膨胀率、轻质高强、各向同性的取向螺旋结构的细菌纤维素材料。

技术领域

本发明涉及新材料研究技术领域，尤其涉及一种各向同性细菌纤维素材料的制备方法。

背景技术

细菌纤维素(Bacterial cellulose，简称BC)是由微生物发酵合成的多孔性网状纳米级生物高分子聚合物，因其由细菌合成而命名为细菌纤维素。它由独特的三维纳米纤维素网络构成，纳米纤维素直径在20～100nm之间，比植物纤维素(10μm)小2～3个数量级，与植物纤维素不同，细菌纤维素具有纯度高、保水性好、不含木质素、半纤维素等杂质以及具有三维网络结构等特点。作为一种新型纳米材料，细菌纤维素已应用于纺织、医用材料、食品等各个领域，现已成为国际的研究热点。

工程设计中，结构材料是最重要的一类材料之一。今年来，开发高性能新结构材料已成为研究热点。如何基于结构设计来实现特定功能，是新材料开发的基础。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种各向同性细菌纤维素材料的制备方法，本申请制备的各向同性细菌纤维素材料具有低热膨胀率、各向同性、轻质高强和防火隔热的性能。

有鉴于此，本申请提供了一种各向同性细菌纤维素材料的制备方法，包括以下步骤：

将水凝胶进行切块处理，得到切块水凝胶；所述水凝胶为细菌纤维素水凝胶和细菌纤维素复合材料水凝胶中的一种或两种；

将所述切块水凝胶进行压缩，得到各向同性细菌纤维素材料。

本申请还提供了一种各向同性细菌纤维素材料的制备方法，包括以下步骤：

将水凝胶进行切块处理，得到切块水凝胶；所述水凝胶为细菌纤维素水凝胶和细菌纤维素复合材料水凝胶中的一种或两种；

将功能材料和切块水凝胶混合，压缩后得到各向同性细菌纤维素材料。

优选的，所述水凝胶的厚度为0.1mm～50mm。

优选的，所述切块水凝胶的横向尺寸为0.1mm～50cm。

优选的，所述压缩的温度为10～200℃，所述压缩的压力为1～800MPa。

优选的，所述切块处理具体为：

将水凝胶切成若干块，得到切块水凝胶。

优选的，所述若干块的块数≥200块。

优选的，所述功能材料选自高分子、纳米材料、玻璃纤维和碳纤维中的一种或多种。

优选的，所述高分子的状态为浆料、粉末和颗粒中的一种或多种，所述纳米材料的状态为浆料或溶液。

优选的，所述切块水凝胶与所述功能材料的质量比为0.1～0.9。

本申请提供了一种各向同性细菌纤维素材料的制备方法，其首先将水凝胶进行切块处理，以得到切块水凝胶，再将得到的切块水凝胶进行压缩，得到了各向同性细菌纤维素材料；在上述过程中，细菌纤维素水凝胶或细菌纤维素复合材料水凝胶内部的纳米纤维素之间形成强氢键，不同细菌纤维素水凝胶或细菌纤维素水凝胶块接触的界面处也在压缩中形成氢键，进而得到各向同性的细菌纤维素材料，使得细菌纤维素材料具有各向同性、轻质高强等特点。