[发明专利]一种凝胶纤维素复合膜及其制备方法

说明书

本发明属于复合材料技术领域，本发明提供了一种凝胶纤维素复合膜的制备方法，将纤维素溶于碱溶液中得到纤维素溶液，经脱泡处理，基底成膜，凝固浴中进行凝固、冷冻干燥得到固态纤维素膜；将得到的固态纤维素膜在PHBH溶液中负载PHBH，得到PHBH‑纤维素复合膜，经热压处理既得凝胶纤维素复合膜。本发明所述制备方法不但可以降低复合膜的生产成本，而且制得的凝胶纤维素复合膜结构致密，具有良好的力学性能，透气率得到有效降低，在自然条件下凝胶纤维素复合膜可完全降解，绿色环保。

技术领域

本发明涉及复合材料的技术领域，特别涉及一种凝胶纤维素复合膜及其制备方法。

背景技术

纤维素作为自然界中最为丰富的天然高分子，具有成本低廉、环境友好、较高的生物相容性和生物可降解性等优点，在日常生活、食品、医药、材料等诸多领域都有望代替石油化工产品。

纤维素不仅可以通过化学改性生成纤维素衍生物，并且无需衍生化可以直接用来制备纤维素基材料。但是，若要制备具有较高性能(高力学强度、高透明度、高匀度)的纤维素基材料，如纤维素薄膜、纤维、气凝胶等，最好的方法是首先将纤维素进行非衍生化溶解，在此前提下将纤维素溶解体系在特定的凝固浴中再生。

虽然采用纤维素先行溶解的方法能够制备得到透明度、均匀度性能较好的纤维素材料，但是所制备的纤维素材料仍存在力学强度较低的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种凝胶纤维素复合膜及其制备方法，利用本发明所述方法制备的凝胶纤维素复合膜结构致密，力学性能得到显著提高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种凝胶纤维素复合膜的制备方法，包括如下步骤：

1)将纤维素溶于碱溶液中，得到纤维素溶液；

2)对所述纤维素溶液进行脱泡处理，得到脱泡纤维素溶液；

3)将所述脱泡纤维素溶液在基底上成膜，得到湿态纤维素膜；

4)将所述湿态纤维膜在凝固浴中进行凝固，得到纤维素凝胶膜；

5)对所述纤维素凝胶膜进行冷冻干燥，得到固态纤维素膜；

6)将所述固态纤维素膜在PHBH溶液中负载PHBH，得到PHBH-纤维素复合膜，所述PHBH溶液为聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)和有机溶剂的混合液；

7)对所述PHBH-纤维素复合膜进行热压处理，得到凝胶纤维素复合膜。

优选的，所述纤维素溶液中纤维素的浓度为3～6wt％。

优选的，所述凝固浴为无水甲醇、甲醇水溶液、无水乙醇、乙醇水溶液、无水丙酮和丙酮水溶液中的一种或多种。

优选的，所述凝固的时间为30～90min。

优选的，所述冷冻干燥顺次包括预冷冻过程、冷冻过程和常温干燥过程。

优选的，所述预冷冻过程的温度为-30～-10℃，所述预冷冻过程的时间为10～15h；

所述冷冻过程的温度为-60～-50℃，所述冷冻过程的时间为10～15h。

优选的，所述有机溶剂为卤代甲烷、三氟乙酸或二甲基甲酰胺。

所述PHBH溶液中聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)与有机溶剂的质量比为1:5～15。

优选的，所述PHBH-纤维素复合膜中纤维素与聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)的质量比为1：0.11～1。