[发明专利]一种聚二甲基硅氧烷/纳米纤维素复合膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚二甲基硅氧烷/纳米纤维素复合膜的制备方法，包括以下步骤S01提取纤维素，S02制备纳米纤维素，S03制备纳米纤维素膜，S04制备聚二甲基硅氧烷/纳米纤维素复合膜。还涉及由该方法制备出的聚二甲基硅氧烷/纳米纤维素复合膜，该膜具有较好的柔韧性。

技术领域

本发明涉及一种复合膜及其制备方法，尤其涉及一种聚二甲基硅氧烷/纳米纤维素复合膜及其制备方法。

背景技术

聚二甲基硅氧烷是一种以硅氧结构为主链的疏水类高分子有机聚合物，具有良好的拉伸性能、生物相容性等优点，可以在不破坏分子链结构的情况下承受较大的机械变形，是一种理想的可拉伸电子器件基体材料，且在药品、食品、建筑等各领域均有应用。聚二甲基硅氧烷缺点在于其力学强度较差，外力作用下，如拉伸力作用下易断裂，因此进一步改善其力学性能有助于拓宽其在如生物传感器、可穿戴柔性储能器件及人造肌肉关节等弹性基底材料中的应用。

纤维素是自然界储存量最丰富的天然可再生资源，是植物细胞壁的主要成分。其原纤化产物-纳米纤维素（纤维直径小于100nm）具有亲水性、高长径比、优异的力学性能、生物可降解性等优点，使其作为生物增强相广泛用于改善聚合物的力学、热学等性能。常见的利用纳米纤维素增强聚合物的方法如溶剂混合法：如将纳米纤维素与水溶性聚合物在水性条件下混合制备复合膜（Reinforcement of cellulose nanofibers in polyacrylamidegels. Cellulose, 2017, 24(12):5487-5493）。但由于纳米纤维素具有较大的比表面积，当提高其在聚合物中的浓度时极易发生团聚现象，因此，该方法缺点在于难以提高纳米纤维素在聚合物材料中质量分数，继而难以进一步提高其力学性能。此外，由于纳米纤维素具有亲水性，难以与疏水性聚合物相结合制备复合膜材料。

发明内容

本发明的目的在于克服聚二甲基硅氧烷力学强度较差，外力作用下，如拉伸力作用下易断裂的问题，提供了一种聚二甲基硅氧烷/纳米纤维素复合膜并提供了该复合膜的制备方法。

本发明所采取的技术方案为：一种聚二甲基硅氧烷/纳米纤维素复合膜的制备方法，包括以下步骤

S01 提取纤维素，包括

a 配置竹粉与水的悬浮液1，

b 配置亚氯酸钠与乙酸的混合溶液，并将混合溶液加入a中的悬浮液1中，水浴加热后抽滤得滤渣为样品1，

c 将样品1置于碱溶液中水浴加热后抽滤得到样品2；

S02 制备纳米纤维素，包括

d 将样品2与水配置成悬浮液2，

e 将悬浮液2置于研磨机中研磨制备纳米纤维悬浮液；

S03 制备纳米纤维素膜，包括

f 将纳米纤维悬浮液倒入真空抽滤装置，抽滤制备纳米纤维素膜，

g 将纳米纤维素膜置于有机溶剂中去除纳米纤维素膜内水分，制备含有机溶剂的纳米纤维素膜；

S04 制备聚二甲基硅氧烷/纳米纤维素复合膜，包括

h 将含有机溶剂的纳米纤维素膜置于聚二甲基硅氧烷预聚体溶液中制备聚二甲基硅氧烷/纳米纤维素导电复合膜。

进一步的，所述竹粉为80~100目的竹粉，所述悬浮液1中竹粉质量分数为1~1.5wt%，所述悬浮液1通过磁力搅拌使竹粉与去离子水充分接触，搅拌后静置10h~12h。

进一步的，所述亚氯酸钠与乙酸的混合溶液中亚氯酸钠和乙酸溶液质量比为4：1~6：1。

进一步的，所述b中水浴加热温度为80~90℃，所述抽滤为布氏漏斗真空抽滤，所得滤渣用去离子水反复冲洗，直到抽滤出的溶液呈中性得到样品1。