一种基于ZIF-8改性的乙基纤维素双组份微胶囊的制备方法与流程

本发明涉及混凝土外加剂，尤其涉及一种基于zif-8改性的乙基纤维素双组份微胶囊的制备方法。

背景技术：

1、混凝土在服役过程不可避免地会产生裂缝，对建筑物的结构造成影响，从而严重影响人们的生命财产安全。而混凝土的人工修复会耗费大量的人力物力，因此，受到生物体受损后的自我修复的能力，自修复技术受到人们的广泛关注。

2、微胶囊自修复技术作为一种安全、高效的自修复技术自出现以来在研究者们的努力下已经取得了瞩目的进展。然而，当前主流的微胶囊自修复体系仍然存在着许多的不足需要攻克。例如，微胶囊的稳定性不高、环境毒性、以及微胶囊的缓释性能欠佳等问题，严重限制了微胶囊的应用。

3、环氧树脂/乙基纤维素微胶囊作为一种无毒的单组分自修复策略，具有具有合成率高，缓释性能良好等优点，对于解决上述问题具有十分重要的作用。然而，环氧树脂/乙基纤维素微胶囊在服役过程中仍存在一些问题需要解决。由于乙基纤维素多孔且具有缓释骨架结构，使其作为壁材能够达到减缓芯材释放的目的。但过多或多大的孔洞都会使得芯材提前泄出或释放过快。同时，环氧树脂/乙基纤维素微胶囊的热稳定性不高也是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于zif-8改性的乙基纤维素双组份微胶囊的制备方法，本发明的微胶囊加入zif-8颗粒后，对于胶囊的孔隙结构有一定的封堵作用，从而使得芯材能够更好更大量得包裹在壁材中。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

3、一种基于zif-8改性的乙基纤维素双组份微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤1，zif-8颗粒的制备；

5、量取100ml的甲醇和100ml蒸馏水混合得到溶剂1，量取100ml的甲醇作为溶剂2，称取2.7g氯化锌加入溶剂1、6.5g的二甲基咪唑加入溶剂2分别得到溶液1、溶液2，c(氯化锌)＝0.1ml/l,c(二甲基咪唑)＝0.8ml/l，将溶液1、溶液2混合，常温下300rpm的转速搅拌2小时后，10000rpm下离心10分钟得到固体，常温下静置12h，研磨至粉末状后放入烘箱50℃烘干后得到干燥的白色固体粉末；

6、步骤2，明胶溶液的制备；

7、称取40g的明胶和800g的水，在三颈烧瓶中混合，在60℃恒温水浴下，以560rpm的转速为搅拌10分钟，得到透明粘稠的溶液，然后在室温下冷却至30℃；

8、步骤3，zif-8混合溶液的制备；

9、称取15g乙基纤维素、1.5g zif-8、15g环氧树脂和280g氯甲烷溶液，在三颈烧瓶中混合后，常温下，以650rpm的转速搅拌10min后,再超声10分钟，使得颗粒分散均匀的混合物；

10、步骤4，自修复微胶囊的制备；

11、将步骤2和步骤3的溶液在三颈烧瓶中混合，在30℃的恒温水浴温度下，以800rpm的转速搅拌1.5小时，升温至42℃，以650rpm的转速搅拌2小时，然后保持转速不变，继续升温至45℃搅拌一小时，获得微胶囊溶液；溶液经静置后分为两相，上层为水相层，下层为微胶囊沉淀物；将上层水相除去，微胶囊沉淀物用二氯甲烷清洗后，放入温度设定为45℃的烘箱里干燥24h，即获得zif-8改性的乙基纤维素双组份微胶囊粉末。

12、进一步方案为，所述步骤1中，v(甲醇):v(水)＝1：1。

13、进一步方案为，所述步骤2中，m(明胶):m(水)＝1:20。

14、进一步方案为，所述步骤3中，m(乙基纤维素)：m(环氧树脂)：m(二氯甲烷)＝1：1：18.6。

15、本发明的有益效果在于：

16、(1)更大的药物负荷能力：zif-8的孔隙结构可以提供更大的表面积和孔隙体积，从而容纳更多的环氧树脂，进一步增加了微胶囊的药物负荷能力，使得混凝土自修复效果更持久。

17、(2)更精确的释放控制：zif-8可以通过调整壁材的结构来实现精确的释放控制，可以根据混凝土裂缝的程度和需要，调整环氧树脂的释放速率和时机，从而更精确地实现自修复。

18、(3)稳定性提升：zif-8可以提供额外的保护层，保护环氧树脂免受外部环境的影响，增强了环氧树脂在微胶囊中的稳定性，使其在长时间内保持活性。同时，mof具有高热稳定性，能够提升微胶囊的热稳定性能。

技术特征：

1.一种基于zif-8改性的乙基纤维素双组份微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于zif-8改性的乙基纤维素双组份微胶囊的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，v(甲醇):v(水)＝1：1。

3.如权利要求1所述的一种基于zif-8改性的乙基纤维素双组份微胶囊的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，m(明胶):m(水)＝1:20。

4.如权利要求1所述的一种基于zif-8改性的乙基纤维素双组份微胶囊的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，m(乙基纤维素):m(环氧树脂):m(二氯甲烷)＝1:1:18.6。

技术总结
本发明公开了一种基于ZIF‑8改性的乙基纤维素双组份微胶囊的制备方法，通过制备出ZIF‑8并包裹得到自修复微胶囊，ZIF‑8的孔隙结构可以提供更大的表面积和孔隙体积，从而容纳更多的环氧树脂，进一步增加了微胶囊的药物负荷能力，使得混凝土自修复效果更持久；ZIF‑8可以通过调整壁材的结构来实现精确的释放控制，可以根据混凝土裂缝的程度和需要，调整环氧树脂的释放速率和时机，从而更精确地实现自修复；ZIF‑8可以提供额外的保护层，保护环氧树脂免受外部环境的影响，增强了环氧树脂在微胶囊中的稳定性，使其在长时间内保持活性。

技术研发人员：王波,钱军,黄涛,江传宾,秦小元,宋子健,张诗语,储洪强,刘浪,黄自朗
受保护的技术使用者：三峡金沙江川云水电开发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29