[发明专利]一种形态密度可控的纤维素泡沫材料制备方法及其产品

摘要

本发明公开了一种形态密度可控的生物可降解纤维素泡沫材料制备方法，以纤维素粉，氢氧化钠和尿素为主要原料，利用成型条件的控制对纤维素泡沫材料形貌和性能进行调控，获得了一系列密度为0.129～0.387g·cm-3，平均孔径为78～3600nm的纤维素泡沫材料，有利于拓宽纤维素材料的应用范围。本发明方法绿色环保，形态密度调节方法简单、有效。

主权项

一种形态密度可控的生物可降解纤维素泡沫材料制备方法，以纤维素粉，氢氧化钠和尿素为主要原料，利用成型条件的控制对纤维素泡沫材料形貌和性能进行调控，包括如下步骤：(1)配制纤维素溶液：配制氢氧化钠/尿素水溶液，其中氢氧化钠和尿素的重量分数分别为7％、12％，置于低温试验箱中预冷，溶液中纤维素的重量分数为1‑5％；(2)制备纤维素：将(1)所得到的纤维素溶液置于模具中，于70°C的烘箱中处理24h；纤维素溶液凝胶化后，将其置于蒸馏水中浸泡，直到体系的PH=7；(3)制备纤维素泡沫制品：在50°C下，将(2)所得中性纤维素水凝胶经过0～10h的热处理后，对其进行液氮急速冻结或‑5°C的缓慢冻结，再置于冷冻干燥机中进行干燥，最终获得密度为0.129～0.387g·cm‑3，平均孔径为78～3600nm的纤维素泡沫目标制品；所述成型条件的控制包括热处理时间的控制和纤维素水凝胶的冻结速率调控两个技术手段；控制不同的水凝胶热处理时间得到泡沫结构不同目标制品：未经过热处理的试样的泡孔结构均匀，平均孔径为78nm；随着热处理时间增加到4h，平均孔径逐渐增大，所得目标制品泡沫变得比较疏松，密度也逐渐变小，当处理时间为6h～10h时得到平均孔径增大，孔数目减少，结构密实的目标制品；控制冷冻速率亦得到网络结构不同的目标制品：液氮急速冷冻得到开孔的纤维状网络结构，结构比较均匀、疏松，密度和孔径较小，孔隙率较高的目标制品；缓慢冷冻样品形成的是开‑闭孔的片状网络结构，孔径和密度较大，孔隙率较低的目标制品。