[发明专利]一种纤维素基紫外光防护膜的制备方法

说明书

本发明公开一种纤维素基紫外光防护膜的制备方法，具体是指利用溶液法制备二氧化钛纳米颗粒，作为紫外光吸收材料；利用N‑甲基吗啉‑N‑氧化物（NMMO）工艺法制备纤维素溶胶；将二氧化钛纳米颗粒加入纤维素溶胶中，充分搅拌、静置、抽真空，制得均匀的纤维素/NMMO /二氧化钛溶胶；再将纤维素/NMMO /二氧化钛溶胶流延到玻璃板上，刮成一定厚度的膜，连同玻璃板沉浸水浴，充分凝胶后得到透明均质膜；将膜取下，清洗，泡于甘油溶液中；最后用钢板两面夹该膜在真空干燥箱中干燥，获得纤维素基紫外光防护膜。本发明首次制备了纤维素/二氧化钛复合材料的紫外光防护膜，生产效率高、成本低，纤维素基紫外光防护膜的性能较为稳定。

技术领域

本发明涉及一种紫外光防护膜的制备方法，尤其是涉及一种纤维素基紫外光防护膜的制备方法。

背景技术

紫外光在药物成分分析、农产品农药残留分析、荧光光谱分析等领域有着广泛的应用。然而，紫外光可能导致人产生皮肤病，也可能导致被照射的材料发生降解（Yao Tu,Li Zhou, Yi Zheng Jin, Chao Gao, Zhi Zhen Ye, Ye Feng Yang and Qing LingWang, Journal of Materials Chemistry, 2010, 20:1594）。因此，高性能的紫外光防护膜材料备受关注。

宽带隙半导体材料具有很强的紫外光吸收能力，将它们负载在高分子聚合物膜表面或以一定比例掺入高分子聚合物中，可以制备可见光透明的紫外光防护膜。如Eita等人将氧化锌量子点负载于聚甲基丙烯酸甲酯的高分子聚合物膜表面，获得了可见光透明的紫外光防护膜（Mohamed Eita, Lars Wågberg, and Mamoun Muhammed, ACS AppliedMaterials & Interfaces, 2012, 4:2920）；Subramani等人将锌酸钙纳米材料掺入聚乙烯醇高分子聚合物中，并成膜制备了柔性、可见光透明的紫外光防护膜（Nithin KundachiraSubramani, Shilpa Kasargod Nagaraj, Sachhidananda Shivanna, and HatnaSiddaramaiah, Macromolecules, 2016, 49:2791）。目前紫外光防护膜制备时广泛采用的高分子聚合物主要是人工合成的高分子聚合物，其原料来源于石油，因此是不可再生的；而且是不可生物降解的或是缓慢可生物降解的，因此它们会对环境产生污染（MichaelangeloD. Tabone, James J. Cregg, Eric J. Beckman, Amy E. Landis, EnvironmentalScience & Technology, 2010, 44: 8264）。最近，研究者们致力于开发基于可再生和可生物降解的纤维素基材料的可见光透明的紫外线防护材料。Feng等人将氧化锌纳米材料负载于纳米纤维素上，具体通过将氧化锌纳米材料悬浮液与纳米纤维素悬浮液充分混合，进而去除溶液，进一步压制成形，最终制作了一种可见光透明的纤维素基的紫外光防护膜材料（Yaoquan Jiang, Yuanyuan Song, Miao Miao, Shaomei Cao, Xin Feng, Jianhui Fangand Liyi Shi, Journal of Materials Chemistry C, 2015, 3:6717）。然而，众所周知，纳米纤维素价格昂贵、产量低（José António Ferreira Gamelas, Eduardo Ferraz,Bioresources, 2015, 10:6310），这可能会限制纤维素基紫外光防护膜的推广应用。此外，上述纤维素基紫外光防护膜的制备过程只是简单地将氧化锌纳米材料和纳米纤维素混合成形，两者之间只是简单的接触，因此两者的结合力较小，由此制备的紫外光防护膜的稳定性较差。