一种可模塑木质基复合相变材料的制备方法及其强度切换方法技术

技术编号：42603799 阅读：22 留言：0更新日期：2024-09-03 18:14

一种可模塑木质基复合相变材料的制备方法及其强度切换方法，属于相变材料领域。本发明专利技术要解决现有相变材料成型性和结构稳定性不佳的问题。制备方法：一、将脱木质素木材置于聚乙烯醇的水溶液中浸渍；二、冷冻、解冻；三、置于液态聚乙二醇中浸泡。强度切换方法：一、置于水中浸泡；二、置于液态聚乙二醇中浸泡；三、重复循环步骤一至二。本发明专利技术用于可模塑木质基复合相变材料的制备及强度切换。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于相变材料领域。

技术介绍

1、人类迫切需要各种热调节技术来提高生活的舒适度。其中相变材料由于在相变过程中能够以潜热的形式储存和释放热能引起了广泛关注。然而，传统的相变材料存在成形性差、力学性能差的缺点。但材料加工的最后一步往往是材料成型，特别是结构部件必须由可以物理成型的材料来制备以满足特定的形状需要。例如，电子设备、建筑结构和航空航天设备外壳等结构材料不仅需要热管理，而且需要复杂的形状。针对上述关键问题，具有可拉伸、可折叠、可弯曲性的柔性相变材料应运而生，满足了热管理材料形状变化的需要，且安装拆卸方便。然而，即使柔性相变材料可以弯曲成大角度，或塑造成各种期望的形状，但一旦去除外力，它们会迅速恢复到原来的形状。总之，材料的成型性和结构稳定性(机械强度)是制备高性能结构热管理材料的必要条件。

技术实现思路

1、本专利技术要解决现有相变材料成型性和结构稳定性不佳的问题，进而提供一种可模塑木质基复合相变材料的制备方法及其强度切换方法。

2、一种可模塑木质基复合相变材料的制备方法，它是按以下步骤制备：

3、一、将脱木质素木材置于聚乙烯醇的水溶液中浸渍，得到浸渍聚乙烯醇溶液的木材；

4、所述的聚乙烯醇的水溶液中聚乙烯醇的质量百分数为5％～30％；

5、二、将浸渍聚乙烯醇溶液的木材冷冻，然后解冻，得到柔软态木材水凝胶；

6、三、将柔软态木材水凝胶置于液态聚乙二醇中浸泡，直至液态聚乙二醇将柔软态木材水凝胶中的水置换出来，即

7、一种可模塑木质基复合相变材料的强度切换方法，它是按以下步骤进行：

8、一、将硬态可模塑木质基复合相变材料置于水中浸泡，直至水将相变材料中的聚乙二醇置换出来，得到柔软态木材水凝胶；

9、二、将柔软态木材水凝胶置于液态聚乙二醇中浸泡，直至聚乙二醇将水凝胶中的水置换出来，即得到硬态可模塑木质基复合相变材料；

10、三、重复循环步骤一至二多次，即完成了强度切换方法。

11、本专利技术的有益效果是：

12、本专利技术通过独特的水-聚乙二醇溶剂交换诱导相分离，开发了一种可模塑的、强度可切换的相变材料。在水的作用下，纤维素与聚乙烯醇(pva)形成的氢键较弱，此时的凝胶很软并具有优异的成型性，在聚乙二醇的作用下，纤维素与pva形成强氢键相互作用，此时的木材凝胶具有优异的力学性能。由于柔软态木材水凝胶可以被弯曲成多种形状，当柔软态木材水凝胶被固定成某种形状并被置于液态聚乙二醇中时，得到的木质基复合相变材料具有很好的力学性能并能很好地保持住之前被固定的形状，使得这种木材凝胶具有很好的可模塑性，且通过多次循环可使得木质基复合相变材料具有软硬切换并不断的改变形状。

13、本专利技术聚乙二醇不仅可以增强木材凝胶，还是一种相变材料。通过这种溶剂响应策略可以设计一些形状复杂的木材凝胶以满足一些结构热管理材料的需要，并且这种材料可降解，有望于替代传统塑料与一些热管理材料。

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【技术保护点】

1.一种可模塑木质基复合相变材料的制备方法，其特征在于它是按以下步骤制备：

2.根据权利要求1所述的一种可模塑木质基复合相变材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的脱木质素木材具体是按以下步骤制备的：将木片置于脱半纤维素溶液中，然后在温度为60℃～120℃的条件下，保温5h～24h，得到脱去半纤维素的木材，将脱去半纤维素的木材洗净并置于过氧化氢溶液中，然后在温度为25℃～80℃的条件下，保温直至木材变白，洗净并擦干，得到脱木质素木材；所述的脱半纤维素溶液为NaOH和Na2SO3的混合溶液，且脱半纤维素溶液中NaOH的浓度为1mol/L～3mol/L，脱半纤维素溶液中Na2SO3的浓度为0.1mol/L～1mol/L；所述的过氧化氢溶液的质量百分数为2.5％～30％。

3.根据权利要求1所述的一种可模塑木质基复合相变材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的浸渍具体是在室温下，浸渍12h～24h。

4.根据权利要求1所述的一种可模塑木质基复合相变材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述的冷冻具体是在温度为-5℃～-40℃的条件下，冷冻6h～48h。</p>

5.根据权利要求1所述的一种可模塑木质基复合相变材料的制备方法，其特征在于步骤三中在室温至80℃下，将柔软态木材水凝胶置于液态聚乙二醇中浸泡12h～24h。

6.如权利要求1所述的一种可模塑木质基复合相变材料的强度切换方法，其特征在于它是按以下步骤进行：

7.根据权利要求6所述的一种可模塑木质基复合相变材料的强度切换方法，其特征在于步骤一中在室温至80℃下，将硬态可模塑木质基复合相变材料置于水中浸泡2h～3h。

8.根据权利要求6所述的一种可模塑木质基复合相变材料的强度切换方法，其特征在于步骤二中在室温至80℃下，将柔软态木材水凝胶置于液态聚乙二醇中浸泡2h～12h。

9.根据权利要求6所述的一种可模塑木质基复合相变材料的强度切换方法，其特征在于步骤一中将柔软态木材水凝胶进行形状调整，步骤二中将形状调整后的柔软态木材水凝胶置于液态聚乙二醇中浸泡定型，得到形状调整后的相变材料。

10.根据权利要求6所述的一种可模塑木质基复合相变材料的强度切换方法，其特征在于步骤三重复循环步骤一至二1次～10次。

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【技术特征摘要】

1.一种可模塑木质基复合相变材料的制备方法，其特征在于它是按以下步骤制备：

2.根据权利要求1所述的一种可模塑木质基复合相变材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的脱木质素木材具体是按以下步骤制备的：将木片置于脱半纤维素溶液中，然后在温度为60℃～120℃的条件下，保温5h～24h，得到脱去半纤维素的木材，将脱去半纤维素的木材洗净并置于过氧化氢溶液中，然后在温度为25℃～80℃的条件下，保温直至木材变白，洗净并擦干，得到脱木质素木材；所述的脱半纤维素溶液为naoh和na2so3的混合溶液，且脱半纤维素溶液中naoh的浓度为1mol/l～3mol/l，脱半纤维素溶液中na2so3的浓度为0.1mol/l～1mol/l；所述的过氧化氢溶液的质量百分数为2.5％～30％。

3.根据权利要求1所述的一种可模塑木质基复合相变材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的浸渍具体是在室温下，浸渍12h～24h。

4.根据权利要求1所述的一种可模塑木质基复合相变材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述的冷冻具体是在温度为-5℃～-40℃的条件下，冷冻6h～4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成毓，刘一繁，杨海月，周加左，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：

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