[发明专利]一种银-硫共价键增强银线和巯基壳聚糖复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种银‑硫共价键增强银线和巯基壳聚糖复合材料及其制备方法，将均匀分散在去离子水中的银线与巯基壳聚糖溶液通过震荡均匀混合，利用喷涂自组装构筑成自支撑银线‑巯基壳聚糖复合膜。本发明提供一种简单的成膜方法，复合膜利用共价键界面反应策略构筑一种高强度，高模量的复合膜，其拉伸应力和杨氏模量分别为248MPa和32GPa是纯的巯基壳聚糖膜3.9和11.7倍，同时其拉伸应力远远大于银线‑壳聚糖膜的165MPa，块状的金属银的170MPa，其他大部分纳米晶体增强壳聚糖和银线有机物复合膜。此外，银线‑巯基壳聚糖复合膜拥有良好的抗疲劳性。在将来，银‑硫共价键增强银线‑巯基壳聚糖复合膜可以帮助制造其他高性能的复合膜。

技术领域

本发明涉及一种银-硫共价键增强银线和巯基壳聚糖复合材料及其制备方法，属于纳米复合材料制备领域。

背景技术

纳米纤维增强的复合物通常具有高机械的，质轻的，柔软的，和一些特殊功能的性质，主要是由于他们独特的结构和填充纤维的物理和化学性能。因此，科研工作者一直付出巨大的努力一直致力于用各种各样的纳米纤维和有机物去构建高性能的复合材料。

美国的《ACS纳米》（ACS Nano，2009年，第3卷，第1711-1722页）报道了单壁碳纳米管(SWCNT)增强聚乙烯醇(PVA)复合物，英国的《复合材料B部分:工程》（Composites PartB: Engineering，2016年，第99卷，第288-296页）报道了银线增强聚乳酸复合物，英国的《复合材料A部分:应用科学和制造》（Composites Part A: Applied Science andManufacturing，2008年，第39卷，第1638-1643页）报道了纤维素纳米纤维增强PVA复合物。这些复合物显著的力学性虽然都有显著的增强，但主要依靠静电作用，氢键，范德华力界面反应，依靠更强的界面作用使纳米纤维复合物的力学性能进一步提高仍然是一个挑战。

美国的《科学》（Science，2007年，第318卷，第80-93页）报道了基于纳米蒙脱土片(MTM)和PVA分子之间的Al-O-C键，透明的，柔软的，和自支撑的MTM-PVA复合膜被制备，他的拉伸应力能达到400MPa，美国的的《ACS纳米》（ACS nano，2015年，第9卷，第9830-9836页）也报道了柔软的，导电的，自支撑的石墨烯和壳聚糖复合膜利用真空抽滤自组装的方法通过石墨烯和壳聚糖之间共价反应被制备，促成很高的拉伸强度和韧性（526.7MPa和17.7MJ.m3），这些复合物显著的力学性提高主要依靠共价键界面反应。

综上所述，在界面相互作用中，共价键比静电作用，氢键，范德华力都要强，他已经被广泛的引入到提高二维纳米片和有机物界面反应复合物中，但是共价键界面反应却很少被引入到纳米纤维增强复合物。

发明内容

本发明目的在于提供一种银-硫共价键增强银线和巯基壳聚糖复合材料及其制备方法，解决的技术问题是在纤维增强复合物的界面相互反应中引入共价键。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种银-硫共价键增强银线和巯基壳聚糖复合材料的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：

第一步：将0.3-1mL的乙酸加入到30-100mL的水中，然后加入0.5~2g的巯基壳聚糖，搅拌溶解后得到巯基壳聚糖溶液，接下来在搅拌条件下将纳米银线分散液加入到所述巯基壳聚糖溶液中，通过持续震荡得到均匀的银线-巯基壳聚糖分散液；

第二步：将所述银线-巯基壳聚糖分散液制备成膜。

优选的技术方案为：所述纳米银线分散液的质量百分比浓度为2%。

优选的技术方案为：所述银线-巯基壳聚糖中的银线的质量分数为20~70%。

优选的技术方案为：所述银线-巯基壳聚糖中的银线的质量分数为60%。