一种用于NiFeLDH微胶囊制备的方法和筛分装置

本发明属于新型材料制备领域，具体涉及一种用于nife ldh微胶囊制备的方法和筛分装置。

背景技术：

1、电子信息产业和雷达技术的飞速发展给人类带来了便利，但过量的电磁波辐射同时也污染了环境。水泥基材料的裂缝问题是材料研究中的重大课题，裂缝的存在会严重影响吸波基体的性能，这要求吸波基体具有裂纹自修复性能，一种材料同时具有微裂纹自修复和吸收电磁波两方面的性质将是结构功能一体化吸波材料未来发展的大趋势。电子设备被广泛地运用于军事、通讯、工业、科研和医疗等领域给人类工作与生活提供了诸多便利的同时，也带来了日益严重的电磁污染问题。这些电磁波的存在，不仅会干扰精密仪器设备的正常运行，还会影响人们的身体健康。

2、在建筑工程中，常通过改善建材的吸波性能，提升建筑主体对电磁波反射与吸收能力，进而减弱电磁波对建筑内部人与机器设备的影响。将吸波剂与基体材料复合，提升材料对电磁波的介电损耗性能或磁损耗性能，进而提升材料对电磁波的衰减能力是改善材料吸波性能常用的方式之一。传统的吸波材料主要是铁氧体、羰基铁粉、铁纤维、石墨粉等电磁材料为基础的复合材料，传统吸波材料的内禀电磁特性限制，其电磁参数频谱特性的改善空间已趋于极限，为突破限制，对材料进行微纳结构的设计已经成为开发新型吸波材料的重要方向。近年来，研究出很多不同形貌的微纳结构，核壳状结构显示出广泛的应用前景。

3、基于生物自愈合现象，外援型自修复理论被提出，white 在 2001 年合成了自愈核壳结构。大量的研究表明，将自愈核壳结构与水泥基、树脂基、聚合物基等不同基体材料复合，均可以形成良好的自修复体系，掺入自愈核壳结构的基体都获得了较为良好的自修复性能。但是普通自愈核壳结构中不含吸波剂，功能比较单一，电磁波在普通自愈核壳结构中通行基本无阻，无法得到有效的衰减，但是在含有吸波剂的材料中能得到衰减，其次，研究结果表明，微纳结构的吸波材料可以产生多重散射，局部形成多个干涉相消面，增加新的电磁波损耗机制，改善吸波性能；通过在纳米尺度的复合，其界面间的耦合作用也会起到增强吸收电磁波的作用。为了提升自愈核壳结构的电磁损耗性能，本发明以 nife ldh 为电磁损耗剂、环氧树脂为核、乙基纤维素为壳，采用溶剂蒸发法制备既具有电磁损耗性能又具有自愈性能的杂化核壳结构，为核壳结构的电磁应用开辟了新的领域，为隐身技术和电磁兼容问题提供了解决方案，在国防、建筑和医疗等领域具有广阔的应用前景。

4、现有技术中，在实验室阶段的针对微纳结构的过滤筛分装置大多结构复杂，成本较高，相对于实验室阶段来说，设备成本压力往往过大，需要一种能够针对用于实验室的低成本，高效率的过滤筛分装置。

技术实现思路

1、本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的:本发明以乙基纤维素为壳，投入 nife ldh 实现对乙基纤维素的杂化，以环氧树脂为核，在一定的条件下制备nife ldh 杂化核壳结构。利用不同的实验方法探究 nife ldh、乳化剂对杂化核壳机构的粒径分布、微观形貌、囊化指标、化学结构以及电磁损耗性能的影响规律，研究杂化核壳结构/水泥基复合材料的自修复性能，并从微观角度上分析自愈-电磁损耗的功能耦合和协同作用机理。

2、nife ldh 杂化核壳结构的可控制备及性能表征以 nife ldh 为电磁损耗剂、乙基纤维素为壳、环氧树脂为核，采用溶剂蒸发法制备自愈-电磁损耗核壳结构。采用矢量网络分析仪、激光粒度分析仪、esem-eds、ftir等技术，研究通过调整 nife ldh 的粒径和掺量，探究电磁损耗剂 nife ldh 杂化环氧树脂/乙基纤维素核壳结构电磁损耗性能、粒径分布、微观形貌和化学结构等相关性能的影响规律。

3、nife ldh 杂化核壳结构自愈-电磁损耗的功能耦合以明胶和十二烷基硫酸钠为乳化剂，使用矢量网络分析仪、热重分析仪和 esem 分别研究乳化剂对 nife ldh 杂化核壳结构的电磁损耗性能、热稳定性以及微观形貌的影响规律。其次，制备 nife ldh 杂化核壳结构/水泥复合材料试块，采用预压法对试块进行预损伤处理，测定其修复后的强度，探究 nife ldh 杂化核壳结构掺量对试块自愈性能的影响规律，最后，揭示 nife ldh 杂化核壳结构自愈-电磁损耗的功能耦合机理。

4、本发明以 nife ldh 及辅助材料等为原料，经溶剂蒸发法制备吸波-自修复微胶囊，主要研究微胶囊的微观形貌、囊化指标、热稳定性、吸波及自修复特性。通过试验，采用乳化剂 sds 浓度为0.1%时微胶囊微观形貌良好，掺有 nife ldh 的微胶囊具有更高的热分解温度、磁损耗性能及更好的低频微波吸收特性，随着微胶囊掺量增加，净浆抗压强度呈先增加后降低的趋势。微胶囊掺量为9%的净浆自修复强度及强度恢复率分别为33.8mpa 和36.01%，其制备步骤如下：

5、s1：芯材制备：通过加入明胶溶液和乳化剂和壁材在60℃下水浴。

6、s2：壁材的制备：在30℃水中溶解乙基纤维素，之后混合nife ldh、壁材和芯材。

7、s3：过滤和筛分：通过过滤与筛分装置进行微纳结构的过滤与筛分。

8、s4：固化阶段：在42℃的水浴中搅拌凝固1h，之后再30℃水浴搅拌乳化4h。

9、优选的，所述过滤与筛分装置包括底座，所述底座下方固定有限位滑板，所述限位滑板中间设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮可通过电机进行旋转控制，所述限位滑板四周均匀设置有限位挡块，所述限位挡块和所述限位滑板之间形成有滑轨道一和滑轨道二，所述限位挡块上设置有活动挡块，所述滑轨道一和所述滑轨道二上活动安装有活动块，所述活动块上设置有双滑轨座，所述活动块上固定有长型齿轮，所述长型齿轮与所述驱动齿轮相匹配，所述长型齿轮上还设置有撑板，所述撑板上设置有两个万向连接杆，所述万向连接杆另一端连接有过滤筛分桶，所述过滤筛分桶上端设置有支撑环，所述支撑环通过弹性布与所述底座上端连接，所述过滤筛分桶上方设置有高速桨，所述高速桨可深入于所述过滤筛分桶内部进行工作。

10、优选的，所述活动挡块与所述限位挡块之间设置有销钉，所述活动挡块通过销钉可活动旋转设置，所述销钉上还设置有扭簧，使得所述活动挡块始终具有向一个方向运动的趋势。

11、优选的，所述过滤筛分桶外部为类圆锥形设置，所述过滤筛分桶内可活动固定有过滤筛分网，所述过滤筛分网的密度根据所需过滤筛分的原材料进行适应性设置。

12、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

13、本发明通过制备的 nife ldh 杂化环氧树脂/乙基纤维素核壳结构具有优异的自愈性能。核壳结构由于挤压作用发生破裂或变形，内部的核材修复剂被释放与掺入基体中的固化剂发生固化反应，完成对裂缝修复，避免材料的进一步劣化，为核壳结构自愈性能提供支撑。

14、本发明通过对过滤筛分装置的设置，能够通过特殊的轨道移动模式来最大程度上对过滤筛分桶内的待加工原材料进行筛分和过滤，能够通过简单的机械运动和机械结构就能够很好的完成所需要的工作效果，针对与低成本的试验研究具有很好的支撑作用，大大减少了研究成本。