[发明专利]一种单面氧化纤维素薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种纤维素薄膜的制备技术领域，具体涉及一种单面氧化纤维素薄膜的制备方法

背景技术

纤维素膜具有一系列的优良性能，例如高度亲水性、优良渗透性、耐污染性、耐物化性能好、耐高温性好、高透明性以及良好的物理机械性能等；加之原料易得、绿色环保以及可再生等特点；纤维素膜近年来在渗透技术、食品处理、医疗应用等方面都已广泛的应用。

纤维素大分子链上的羟基以及纤维素膜的多孔结构使得通过化学改性和负载等技术来改善纤维素膜的耐水性差、耐化学腐蚀性能差等缺点以及进一步提高纤维素膜的附加值成为可能。由于纤维素大分子极性的限制，使得利用其膜的多孔结构进行无机功能纳米粒子的负载时，往往存在负载量和负载牢固度的问题，为此，常常需对纤维素膜进行预处理以提高其表面极性及对无机粒子的亲和性，氧化改性纤维素膜就是其中常用的一种方法。纤维素氧化方式分为选择性氧化和非选择性氧化两种。其中，由于非选择性氧化的位置和生成的官能团不能控制确定，所以常对其进行选择性氧化。所谓选择性氧化，即用不同的氧化剂选择氧化伯羟基或者仲羟基。前者得到单官能团物质，而后者则得到双官能团物质。

近年来，纤维素膜的氧化技术得到了很大的进步，氧化效率得以提高，氧化过程中降解作用得到限制。但由于氧化方法和氧化工艺的选择，纤维素膜的氧化往往均是双面的，使得纤维素膜氧化功能膜在某些领域的应用受到限制，如双面氧化的纤维素膜吸附金属粒子作导电膜时，不能满足某些特殊场合所需的单面导电；再如氧化纤维素膜吸附抗菌粒子等伤口敷料用于医疗领域时，双面氧化的纤维素膜会造成不必要的浪费。本发明提供了一种单面氧化纤维素薄膜的制备方法，工艺简单，氧化效果良好，可为氧化纤维素薄膜的功能化应用提供更多的可能性。

发明内容

本发明的目的是提供一种单面氧化纤维素薄膜的制备方法，工艺简单，可操作性强，可用于工业化生产。所得纤维素膜的单面氧化效果明显，为氧化纤维素薄膜的功能化应用提供更多的可能性，进一步加工后，可用于单面导电、医疗以及阻隔性薄膜等领域。

为达到上述技术目的，一种单面表面氧化的纤维素薄膜的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)制备纤维素薄膜：采用相转变法制备多孔纤维素膜；

(2)缓冲溶液配置：3-5g硼酸溶于一定体积的水中，用一定浓度的碱溶液稀释，使得溶液pH为10-11；

(3)纤维素膜的浸渍：取0.2-5g溴化钠和0.03-0.6gTEMPO试剂溶解在上述(2)中配置的缓冲溶液，磁力搅拌混合均匀后，将纤维素膜浸渍在配置好的溶液中3-8h后，在80℃下干燥20min后备用.

(4)印刷浆的配置：，取20-80ml上述(2)中配制好的缓冲溶液，加入海藻酸钠3-6g，水浴锅中加热沸腾时，缓慢加入4-16ml次氯酸钠溶液，混合物搅拌、匀质后备用。

(5)单面氧化纤维素的制备：将上述(3)中得到的纤维素薄膜固定在不同厚度的模具中，采用印刷的方法对纤维素薄膜一面进行处理，反应0.5-2h后，纤维素膜用去离子水反复冲洗后室温干燥，制备得到单面氧化的纤维素薄膜。

所述步骤(1)的多孔纤维素膜，是再生纤维素膜、纳米纤维素膜以及细菌纤维素膜中的一种。

所述步骤(2)中的碱溶液是氢氧化钠、氢氧化钾以及氢氧化锂中的一种。

本发明的有益效果是：

(1)本发明采用印刷技术的方法，可以有效地调控氧化面积，制备得到单面氧化的纤维素薄膜。

(2)该方法操作简单，不仅反应条件温和，制备过程中次氯酸钠用量少，反应效率高，而且可在保持再生纤维素膜原有的一些物化特性的同时而使氧化产物具有一定的强度，进而满足材料在某些领域的应用。

(3)为氧化纤维素薄膜的功能化应用提供更多的可能性，进一步加工后，可用于单面导电、医疗以及阻隔性薄膜等领域。

附图说明

图1为实施例1中纤维素膜单面氧化后薄膜两面的傅立叶红外光谱(FTIR)图

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明

实施例1

(1)制备纤维素薄膜：将棉短绒分散在碱性溶液中，所得纤维素悬浮液放低温冷冻，24h以后取出，高速机械搅拌，离心，通过这种简单方法得到的纤维素溶液在玻璃板上推制成薄层，然后浸入浓硫酸溶液凝固再生得到透明纤维素膜，纤维素膜反复去离子水水洗后备用。