[发明专利]一种氟化纤维素及其改性方法和应用

说明书

本发明属于纤维改性领域，具体涉及一种氟化纤维素及其改性方法和应用。所述改性方法采用以下步骤：（1）将羧化纤维素纳米纤维加入三乙胺中搅拌均匀形成混合溶液；（2）将含氟化合物加入到步骤（1）所配制的混合溶液中反应，反应结束后洗涤除去三乙胺，干燥后制得改性后的羧化纤维素纳米纤维。本发明采用三乙胺在常温条件下对纤维素进行改性处理，克服了现有技术中纤维高温改性反应的酰氯化合物容易分解，材料高度氧化和碳化的缺点。所制备的氟化纤维改变了表面的润湿状态，形成了疏水疏油的双亲表面，对革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌具有良好的抗菌活性，可广泛应用于防污或抗菌包装材料领域。

技术领域

本发明属于纤维改性领域，具体涉及一种氟化纤维素及其改性方法和应用。

背景技术

近年来，随着全球化石能源等不可再生资源的大量消耗和人们对环境污染问题的日益关注，绿色可再生生物质资源的物质化利用和高值化转化成为研究人员持续关注的焦点。由于廉价、可回收和可生物降解，可再生材料对于使未来技术可持续发展至关重要。可再生材料可以被收集和回收，以减少资源和能源消耗。可再生材料来源提供了传统材料无法提供的一些特性：分层结构、环境兼容性、低热膨胀以及能够进行化学修饰以适应定制应用。

功能化纳米纤维素对革兰氏阳性菌有良好的杀灭效果，对革兰氏阴性菌有良好的抑菌效果。虽然人们已经报道了许多纤维素的表面改性，但到目前为止，用氟对其表面进行疏水功能化还没有得到很好的应用。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了氟化纤维素及其改性方法，所述改性方法可在常温下进行，克服了高温改性反应的酰氯化合物容易分解，材料高度氧化和碳化的缺点。

本发明还提供了上述氟化纤维的应用，本发明改性方法所制备的氟化纤维可应用于防污或抗菌包装材料领域。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种纤维素的改性方法，采用以下步骤：

(1)将纤维素加入三乙胺中搅拌均匀形成混合溶液；

(2)将含氟化合物加入到步骤(1)所配制的混合溶液中常温反应，反应结束后洗涤除去三乙胺，干燥后制得改性后的羧化纤维素纳米纤维。

优选地，步骤(2)所述的含氟化合物为全氟辛酰氯或五氟苯酰氯；所述纤维素为羧化纤维素纳米纤维或细菌纤维素。

优选地，步骤(2)所述的含氟化合物与步骤(1)所述的羧化纤维素的体积质量比为：(0.9-4.0)mL∶0.5g。

优选地，步骤(2)所述的反应时间为48小时；常温反应温度为20-40℃。

优选地，所述洗涤为采用丙酮洗涤。

一种上述的改性方法所制备的氟化纤维，所述氟化纤维为F-NC-2、F-NC-3或F-NC-4。

一种上述氟化纤维的应用，所述氟化纤维可应用于防污或抗菌包装材料领域。

本发明的有益效果：

(1)本发明采用三乙胺在常温条件下对纤维素进行改性处理，克服了现有技术中纤维高温改性反应的酰氯化合物容易分解，材料高度氧化和碳化的缺点。

(2)本发明所制备的氟化纤维改变了表面的润湿状态，形成了疏水疏油的双亲表面，对革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌具有良好的抗菌活性，可广泛应用于防污或抗菌包装材料领域。

附图说明

图1(a)为NC和氟官能化NC样品的FTIR光谱图；(b)NC和氟官能化NC样品在1500cm^-1至2000cm^-2波长范围内的FTIR光谱图；

图2为NC和氟官能化NC样品的XRD光谱图；