凹凸棒对纳米纤维素基气凝胶结构及性能的影响研究

以纤维素纳米纤丝(CNF)作为原料,以凹凸棒(ATP)作为增强材料,通过制备不同质量比的纳米纤维素-凹凸棒(CNF-ATP)悬浮液;然后利用液氮梯度冷冻和冷冻干燥的方法制备了CNF-ATP复合气凝胶.采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)等手段对制备所得气凝胶样品进行分析,探究了不同ATP的添加量对CNF-ATP气凝胶结构的影响.结果表明,CNF-ATP的前驱体悬浮液Zeta电位为-31.20 mV,粒径分布主要在1000 nm以上.随着ATP添加量的提高,CNF-ATP复合气凝胶的湿、热稳定性及抗应变能力也显著提升,热分解温度超过了305℃,在溶液中浸渍72 h仍能保持湿稳定性.同时,研究发现当CNF和ATP质量比为2∶1时,CNF-ATP复合气凝胶的抗应变能力和柔韧平衡性最佳,形变承受程度可高达45%.该比例下CNF-ATP复合气凝胶的湿、热稳定性也得到了极大程度的提升,ATP在气凝胶孔壁上的分布状况表现了其分散性良好.