[发明专利]一种海藻酸钠/羧甲基纤维素致动膜的制备工艺方法

说明书

本发明提供一种海藻酸钠/羧甲基纤维素致动膜的制备工艺方法，采用经过逐次交联的海藻酸钠与羧甲基纤维素按照一定的质量比进行掺杂反应后加入甘油作为柔顺剂，产生的溶液经过超声除泡与真空干燥后生成海藻酸钠与羧甲基纤维素致动膜，包括液相交联反应、超声除泡与真空干燥三个步骤。方法简单。成本低廉，制备过程绿色环保，对环境友好。适合大规模生产。从而使制备得到的海藻酸钠/羧甲基纤维素致动膜在人工肌肉、智能柔性材料等方面有着巨大的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种海藻酸钠纤维素致动膜的制备工艺方法，尤其涉及一种海藻酸钠/羧甲基纤维素致动膜的制备工艺方法。

背景技术

离子型电活性聚合物是一种通过低的驱动电压就可以产生偏转的软体驱动器。由一层致动膜与两层电极膜组成，类似于“夹心饼干”的形状。驱动电压低，制备简单，灵活性好且偏转位移大。其应用前景广。目前，离子型聚合物类驱动器致动膜由海藻酸钠掺杂壳聚糖、京尼平等物质。壳聚糖分子间氢键作用力较强、力学性能欠佳，京尼平价格昂贵，不易量化生产。综上考虑，现采用海藻酸钠与羧甲基纤维素交联的方法来制备离子型聚合物类驱动器。海藻酸钠是一类从褐藻的细胞壁中提取出来的天然高分子多糖，海藻酸钠易溶于水，有着非常高的黏性，能够在温和的条件下形成凝胶。羧甲基纤维素作为交联剂，不仅亲水性和溶解性好，完全溶于水，还可以提供稳定的粘度和良好的相容性。有利于电驱动器响应速度的提高，对于驱动器内部阻力的减小起到一定的作用，对驱动器的电化学性能具有重要的影响。这两种高分子材料无毒，生物可降解性、活性高，与人体相容性好，可用于医用材料。

本发明的制备工艺方法是采用海藻酸钠与羧甲基纤维素按照一定的质量比例进行掺杂交联，利用甘油作为柔顺剂，充分混合的溶液经过超声除泡和真空干燥处理后形成羧甲基纤维素交联的海藻酸钠聚合物致动膜，本发明的制备方法简单。成本低廉，制备过程绿色环保，对环境友好。海藻酸钠与羧甲基纤维素交联结合成共混纤维，有效地增加了致动膜的多孔性。对人工肌肉的研究有着巨大的应用前景。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种海藻酸钠/羧甲基纤维素致动膜的制备工艺方法，方法简单。成本低廉，制备过程绿色环保，对环境友好。适合大规模生产。产生的海藻酸钠/羧甲基纤维素致动膜，有效地增加了致动膜的多孔性。具有良好的柔韧性和很高的强度。

本发明的目的是这样实现的：

一种海藻酸钠/羧甲基纤维素致动膜的制备工艺方法，步骤如下：

步骤一：液相交联反应

将1.5g海藻酸钠倒入60ml蒸馏水中放到水浴环境下进行加热，使用搅拌器进行搅拌，使海藻酸钠充分溶解于蒸馏水中；将0.25g羧甲基纤维素缓慢加入到海藻酸钠溶液中,使海藻酸钠与羧甲基纤维素进行交联反应，充分混合后加入3ml甘油并继续搅拌直到甘油充分溶解；

步骤二：超声除泡

将步骤一得到的海藻酸钠/羧甲基纤维素掺杂溶液放入到超声波清洗机里，设定槽内的温度为40～50℃，开启清洗机的加热开关，温度达到设定后，开启超声按钮，进行超声除泡，待气泡消失后均匀倒入玻璃模具中；

步骤三：真空干燥

将步骤二盛有海藻酸钠/羧甲基纤维素溶液的玻璃模具，放入到真空干燥箱中进行加热，加热时间为20小时，温度设为60℃，真空度为0.05MPa，先真空干燥8h，后加热干燥12h,得到海藻酸钠/羧甲基纤维素交联后的致动膜。

步骤一中的海藻酸钠溶液均匀搅拌具体过程如下：启动搅拌器进行搅拌，搅拌速度不宜过快或过慢，设置水浴加热温度为50℃，搅拌时间为40min，使海藻酸钠充分溶解于蒸馏水中。

步骤一中作为柔顺剂的甘油所添加的浓度为8％～10％。