[发明专利]一种纳米纤维素复合膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合膜的制备方法。

背景技术

随着人们对环保的日益重视，塑料使用后给环境带来的污染引起了世界的关注，因此具有生物降解性的材料获得了蓬勃发展。聚乙烯醇膜具有优异的微生物分解性能，能被分解成二氧化碳和水，不污染环境，然而，聚乙烯醇膜拉伸强度相对较低，限制了其使用性能和应用范围。

发明内容

本发明要解决现有技术制备的膜材料拉伸强度低的问题，而提供一种纳米纤维素复合膜的制备方法。

本发明一种纳米纤维素复合膜的制备方法按以下步骤进行：

一、制备纳米纤维素水溶胶：采用强酸水解纤维素的方法制备纳米纤维素水溶胶；

二、制备纳米纤维素成膜液：称取聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、甘油、步骤一所制备的纳米纤维素水溶胶和去离子水并混合得混合液，将混合液在85～95℃的水浴中搅拌2～4h，再超声处理5～15min，然后真空脱泡5～15min，得到纳米纤维素成膜液；其中，聚乙烯醇∶纳米纤维素∶聚丙烯酰胺∶甘油∶去离子水的重量份数比为(30～60)∶(0.12～4.8)∶(0.5～1.5)∶(3～6)∶(900～1100)。

三、制备纳米纤维素复合膜：将步骤二得到的成膜液采用刮涂的方法刮涂在聚四氟乙烯板上，在室温下干燥22～26h，得到纳米纤维素复合膜。

纳米纤维素具有许多优良性能，本实施方式采用纳米纤维素(晶须)的常用制法——强酸水解纤维素的方法制备纳米纤维素；以具有比表面积大、生物降解性好又具有非常高的强度的纳米纤维素作为填充材料，制备出高拉伸强度纳米纤维素复合膜，工艺简单，易操作，成本低。

本发明所用纳米纤维素为增强相；聚丙烯酰胺为稳定剂、乳化剂和干强剂；甘油为增塑剂。通过添加纳米纤维素、聚丙烯酰胺及甘油后制备的纳米纤维素复合膜，最大拉伸强度高达66.57MPa，较聚乙烯醇膜(39.35MPa)，其拉伸强度最高可增强69.17％，在环境友好型增强材料领域有广阔应用前景。

本发明用于制备纳米纤维素复合膜。

附图说明

图1是纯聚乙烯醇膜和实施例一至实施例六所制备的纳米纤维素复合膜的拉伸强度对比图，其中代表复合膜，代表纯聚乙烯醇膜；图2是纯聚乙烯醇膜和实施例一至实施例六所制备的纳米纤维素复合膜的的断裂伸长率对比图，其中代表复合膜，代表纯聚乙烯醇膜。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式一种纳米纤维素复合膜的制备方法按以下步骤进行：

一、制备纳米纤维素水溶胶：采用强酸水解纤维素的方法制备纳米纤维素水溶胶；

二、制备纳米纤维素成膜液：称取聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、甘油、步骤一所制备的纳米纤维素水溶胶以及去离子水并混合得混合液，将混合液在85～95℃的水浴中搅拌2～4h，再超声处理5～15min，然后真空脱泡5～15min，得到纳米纤维素成膜液；其中，聚乙烯醇∶纳米纤维素∶聚丙烯酰胺∶甘油∶去离子水的重量份数比为(30～60)∶(0.12～4.8)∶(0.5～1.5)∶(3～6)∶(900～1100)。

三、制备纳米纤维素复合膜：将步骤二得到的成膜液采用刮涂的方法刮涂在聚四氟乙烯板上，在室温下干燥22～26h，得到纳米纤维素复合膜。

本实施方式步骤二中聚乙烯醇∶纳米纤维素∶聚丙烯酰胺∶甘油∶去离子水的重量份数比为(30～60)∶(0.12～4.8)∶(0.5～1.5)∶(3～6)∶(900～1100)，其中纳米纤维素的重量是指纳米纤维素水溶胶中所含纳米纤维素的固含量。

纳米纤维素具有许多优良性能，本实施方式采用纳米纤维素(晶须)的常用制法——强酸水解纤维素的方法制备纳米纤维素；以具有比表面积大、生物降解性好又具有非常高的强度的纳米纤维素作为填充材料，制备出高拉伸强度纳米纤维素复合膜，工艺简单，易操作，成本低。

本实施方式所用纳米纤维素为增强相；聚丙烯酰胺为稳定剂、乳化剂和干强剂；甘油为增塑剂。通过添加纳米纤维素、聚丙烯酰胺及甘油后制备的纳米纤维素复合膜，最大拉伸强度高达66.57MPa，较聚乙烯醇膜(39.35MPa)，其拉伸强度最高可增强69.17％，在环境友好型增强材料领域有广阔应用前景。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述纤维素为微晶纤维素、芦苇浆、桉木浆、竹浆或秸秆。其它与具体实施方式一相同。