[发明专利]一种聚乙烯醇异黑素纳米复合薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种聚乙烯醇异黑素纳米复合薄膜及其制备方法和应用，该方法包括如下步骤：1)AMNPs合成：将1,8‑二羟基萘用乙腈和水溶解，然后添加NaIOsubgt;4/subgt;，充分反应后，离心水洗后干燥，即得；2)PVA/AMNPs制备：将AMNPs粉末超声分散至超纯水中，静置后取上层清液即得分散液，然后将PVA溶解于超纯水中得溶液，取分散液适量加入溶液中，充分混匀得混合液，随后用混合液在基板上形成液膜，烘干处理，即得。本发明优点为，选用聚乙烯醇为基体，异黑素作为填料，控制适当比例复合得到的复合膜，不仅透可见光性能好并有效遮蔽紫外线，而且力学性能也有所提升，综合性能优异，在紫外遮蔽等领域有着巨大的应用前景。

技术领域

本发明涉及材料科学领域，具体涉及一种聚乙烯醇异黑素纳米复合薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

紫外线是阳光中频率为750THz～30PHz，对应真空中波长为400nm～10nm辐射的总称，不能引起人们的视觉，但波长短，频率高，能量高，照射适量紫外线对身体有益，如若长期暴露在紫外线下，人或动物患病的几率大大增加，对眼睛造成无法逆转伤害，甚者造成失明。

传统的紫外线遮蔽材料一般在遮挡紫外的同时也阻碍了可见光的透过。因此，发展在可见光区具有一定透明性的紫外线遮蔽材料引起了人们的长期关注。异黑色素的一种是黑色素，广泛存在于微生物细胞中。它具有可逆氧化还原活性、自由基清除、细胞相容性、紫外光吸收和神经保护等功能。最显著与应用最广的就是其紫外吸收性能，但是异黑素纳米粒子(AMNPs)是小粒径的固体粉末，无法直接作为紫外遮蔽材料使用。聚乙烯醇(PVA)广泛应用于户外材料，具有非常高的透明性，但由于紫外光的存在，PVA易发生裂纹、斑点现象，使用寿命也随着暴露在紫外线的时间上升而下降，强度、硬度、弹性等力学性能亦随之下降。基于以上原因，有必要对聚乙烯醇进行改性克服其耐紫外光性差的不足以获得在可见光区具有一定透明性的紫外线遮蔽材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚乙烯醇异黑素纳米复合薄膜及其制备方法和应用，旨在克服现有技术中存在的上述不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种聚乙烯醇异黑素纳米复合薄膜的制备方法，其包括如下步骤：

1)异黑素纳米粒子AMNPs合成：将1,8-二羟基萘用乙腈和水溶解，然后添加NaIO₄的水溶液得反应液，搅拌充分反应后，经多次离心水洗后，干燥，即得AMNPs粉末，备用；

2)聚乙烯醇异黑素纳米复合薄膜PVA/AMNPs制备：将步骤1)中的AMNPs粉末超声分散至超纯水中，静置后取上层清液即得AMNPs纳米粒子分散液，然后将聚乙烯醇PVA溶解于超纯水中得溶液，取AMNPs纳米粒子分散液适量加入溶液中，充分混匀得混合液，混合液中AMNPs质量为PVA质量的0.1-0.7％，随后用混合液在基板上形成液膜，然后烘干处理，自然冷却后从模具上剥离，即得。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以有如下进一步的具体选择或更优选择。

具体的，步骤1)中1,8-二羟基萘与乙腈和水的用量比为0.5g:25-32mL：470-500mL。

具体的，步骤1)中NaIO₄的水溶液的浓度为0.5-0.8mol/L，反应液中1,8-二羟基萘与NaIO₄的物质的量之比为2：1。

具体的，步骤2)中AMNPs纳米粒子超声分散于超纯水中后静置24h后再取上层清液，得到的AMNPs纳米粒子分散液的固含量为0.2-0.4％。

具体的，步骤2)中的基板为四周有硅胶模具的玻璃板，成膜方式为流延法成膜。

具体的，步骤2)中的烘干处理是先置于45℃下真空干燥48h。

具体的，步骤1)中制得的AMNPs粉末颗粒呈球状且统计学直径为92±2nm。