[发明专利]纳米微晶纤维素电流变液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电流变液材料，特别是一种纳米微晶纤维素电流变液的制备方法。

背景技术

1939年，Winslow在一次试验中发现，置于电场中的悬浮液其粘度突然增大以致失去了流动性，撤走电场后，流体又迅速恢复原状。这种奇特的现象就是所谓的电流变效应，具有该效应的流体即电流变液体(ERF)，电流变液的奇异性质使其在液压、机器人、自动机械等领域有广泛的潜在应用价值。如今已经研制出多种具有电流变效应的电流变材料，但是由于一般电流变液材料的屈服强度比磁流变液低得多，无法满足工程应用的要求。因此，提高电流变液屈服强度成为电流变液应用的关键，其研究重点则集中于高性能电流变颗粒及电流变液的研制。研究表明，电流变颗粒的结构状态、尺寸等强烈影响材料的介电性能和极化性能，颗粒的细化有利于提高电流变液的屈服强。近年来电流变液领域的许多研究者开始把目光集中到纳米材料上，并成功研制了一系列的纳米掺杂、改性的电流变材料，然而这些电流变材料的制备比较困难，不易获得均匀的纳米级颗粒且不易分散，导致分散相仍为微米尺度内的纳米材料。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种粒径小、聚合度小、比表面大、反应活性大，且制备工艺简单、较易分散的纳米微晶纤维素电流变液的制备方法。

技术方案：本发明的制备方法如下：

a.选用工业级微晶纤维素(MCC)，取一定量的MCC于容器中，分别按比例加入去离子水、浓硫酸和盐酸超声振荡一段时间；

b.然后静置，用去离子水反复洗涤；

c.将产物洗涤至pH＝7，离心分离，静置一段时间，体系pH值不变；

d.表面进行包覆处理，加温烘干，研磨成纳米级细粉；

e.将纳米粉和硅油按比例混合均匀。

所述一定量的MCC和去离子水的质量比为1∶15-20，分别按比例加入的去离子水、浓硫酸和盐酸的比例为6∶3∶1；所述超声振荡一段时间为6～10h；所述静置一段时间为36～54h；所述加温烘干的温度约为70℃；所述研磨成纳米级细粉颗粒粒径为40～50nm；所述纳米粉和硅油的体积比为10％～40％。

有益效果：由于微晶纤维素(MCC)具有良好的亲油性，可有效改善颗粒的接触状态和相互作用，减小颗粒之间的自由空隙，从而有效地提高颗粒的介电极化及成纤结构的致密性和强度，提高电流变液的电流变性能。通过强酸降解MCC，得到的纳米微晶纤维素(NCC)不但具有纤维素的基本结构与性能，还具有纳米颗粒的典型特征，如粒径小、聚合度小、比表面大和反应活性大，有效提高了电流变液的屈服强度，且制备工艺简单、较易分散，周期短，成本低。利用该纳米颗粒作分散相制备电流变液时，不仅可以提高电流变液的电流变性能，还能显著改善电流变材料的抗沉淀性能，在电流变工程应用领域内具有良好的发展前景。

具体实施方式

实施例一、本发明选用工业级微晶纤维素(MCC)，取35gMCC于容器中，分别加入540mL去离子水，270mL浓硫酸，90mL盐酸超声振荡8h。然后静置，用去离子水反复洗涤，直至pH＝7，进行离心分离并静置48h，体系pH值不变。表面进行包覆处理，70℃烘干，研磨成细粉，然后按体积比10％、20％、30％和硅油混合均匀。

实施例二、本发明选用工业级微晶纤维素(MCC)，取24gMCC于容器中，分别加入360mL去离子水，180mL浓硫酸，60mL盐酸超声振荡8h。然后静置，用去离子水反复洗涤，直至pH＝7，进行离心分离并静置36h，体系pH值不变。表面进行包覆处理，70℃烘干，研磨成细粉，然后按体积比10％、20％、30％和硅油混合均匀。

实施例三、本发明选用工业级微晶纤维素(MCC)，取27gMCC于容器中，分别加入540mL去离子水，270mL浓硫酸，90mL盐酸超声振荡8h。然后静置，用去离子水反复洗涤，直至pH＝7，进行离心分离并静置54h，体系pH值不变。表面进行包覆处理，70℃烘干，研磨成细粉，然后按体积比10％、20％、30％和硅油混合均匀。