[发明专利]一种纤维素微凝胶膜的制备方法

说明书

本发明公开的一种纤维素微凝胶膜的制备方法，步骤1：称取纤维素、蛋白、氢氧化钠、尿素及水；步骤2：制备蛋白溶液；步骤3：制备纤维素蛋白溶液；步骤4：向纤维素蛋白混合液中加入环氧氯丙烷，室温搅拌，反应后，经透析、分散、静置、分离，得到纤维素微凝胶；步骤5：将形成的纤维素微凝胶进行蒸发，在铸膜板上进行摊膜，干燥，得到纤维素微凝胶膜。本发明的纤维素微凝胶膜的制备方法，将蛋白与纤维素在偶联剂环氧氯丙烷的作用下发生偶联聚合，形成共价偶联的天然高分子聚合物纤维素微凝胶膜，该纤维素微凝胶膜比水溶性纤维素衍生物具有更高的干、湿态机械性能，抗水性强，同时透光性高。

技术领域

本发明属于微凝胶膜制备技术领域，涉及一种纤维素微凝胶膜的制备方法。

背景技术

目前，石油、煤炭等不可再生资源的日益短缺，可再生能源得到国际社会和大多数国家的高度重视，构建生物质聚合物材料成为研究热点。纤维素和蛋白均属于天然高分子材料，来源广泛、可再生、无污染、能完全生物降解，是制备生物质聚合物的环保材料。从涂层生态化来讲，皮革涂饰剂正在从合成材料向生物质材料发展，生物质涂饰剂品种少，工业化程度低；如生物质聚氨酯、酪素、明胶、醋酸纤维素(CA)、硝化纤维素(NC)等。酪素、明胶蛋白成膜硬脆，吸水性太强，耐干、湿擦性差，在潮湿环境中易受细菌侵蚀而变质，只能作为一种辅料用于皮革涂饰剂；水性聚氨酯、水性CA和NC分散体在水性化过程需使用大量的有机溶剂，有机溶剂会产生大量的污染，且需增加有机溶剂的分离和回收装置，致使生产成本提高。NC耐光性差，易黄变；CA价格昂贵。为此，急需开发新型的全生物质材料拓展皮革涂饰剂种类，促进皮革涂饰剂向更环保领域发展。

现有的纤维素蛋白复合膜均是利用相分离技术获得的。再生纤维素(RC)湿态膜制备方法，将纤维素溶液液在周围环境中进行溶剂和非溶剂的交换，使原来稳定的溶液发生相转变，最终分相固化成膜；然后将湿态RC膜浸泡在蛋白溶液中，干燥获得RC/蛋白复合膜，该方法获得的膜在湿态条件下易溶胀且蛋白易流失。为了克服蛋白易流失的缺点对RC的进一步改性，制备具有共价交联的RC/蛋白质复合膜，通过TEMPO体系氧化的RC/蛋白质膜、高碘酸盐氧化的RC/蛋白膜及交联剂(京尼平或戊二醛)交联的与RC/蛋白膜等，改善RC/蛋白复合膜在湿态下的应用能力，且蛋白能够稳定在复合膜体系中存在。然而，通过非均相改性得到的薄膜易起皱、均匀性差、结构不可控，受凝固浴组成、凝固温度、凝固时间、添加剂和后处理等各种因素的影响，且再生过程需耗费大量的有机、无机溶剂，两次成型，工序复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纤维素微凝胶膜的制备方法，制得的纤维素微凝胶膜具有好的干、湿态力学性能和耐水性，且安全无毒性。

本发明所采用的技术方案是：一种纤维素微凝胶膜的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1：称取纤维素、蛋白、氢氧化钠、尿素及水；

步骤2：制备蛋白溶液；

将蛋白、氢氧化钠和尿素，放入水中，在50～60℃下，搅拌直至蛋白完全溶解，得到蛋白溶液；

步骤3：制备纤维素蛋白溶液；

将步骤2得到的蛋白溶液持续搅拌预冷，在加入纤维素，搅拌10～20min，静置，得纤维素蛋白混合液；

步骤4：向纤维素蛋白混合液中加入环氧氯丙烷，室温搅拌，反应后，经透析、分散、静置、分离，得到纤维素微凝胶；

步骤5：将形成的纤维素微凝胶进行蒸发，在铸膜板上进行摊膜，干燥，得到纤维素微凝胶膜。

本发明的特点还在于，

步骤1中纤维素与蛋白的质量比为1：0.7～1；纤维素与氢氧化钠的质量比为1：1～1.3；纤维素与尿素的质量比为1：1.4～1.7；纤维素与水的质量比为1：11.6。