[发明专利]一种涂布法制备纳米纤维素薄膜的方法

说明书

本发明涉及一种涂布法制备纳米纤维素薄膜的方法，该方法量取一定量的羧甲基纤维素和特定尺寸的纳米纤维素悬浮液，混合均匀制得纳米纤维素涂料，再采用具有光滑表面的材料作为基纸，通过涂布法制备纳米纤维素薄膜。采取本发明，通过在基纸表面涂布制备绿色环保的纳米纤维素薄膜，克服了纳米纤维素薄膜难以批量制备的问题，同时基纸可在薄膜制备中重复使用，所制得的纳米纤维素薄膜具有良好的透光性，柔软性，较高的力学性能以及优良的气体阻隔性能。

技术领域

本发明涉及一种涂布法制备纳米纤维素薄膜的方法，属纤维素资源利用领域。

背景技术

纳米纤维素是从植物纤维原料中分离出的纳米尺度范围内的纤维素产品，其粒径大小一般在1-100nm之间，能够分散在水溶液中形成稳定的胶体，具有独特的流体力学和热力学特性。近年来，纳米纤维素由于其优良的特性，如纳米级尺寸、高比表面积、良好的亲水性、生物可降解性、高抗拉强度和刚度等受到广泛的关注。纳米纤维素结晶度高、分子取向好、机械强度高，且比表面积大，表面羟基丰富，将其加入纸浆中，能与纸浆纤维紧密结合，填补纸张表面空隙，从而提高纸浆纤维之间的结合力；将纳米纤维素涂布于纸张表面，可使得涂布后的纸张表面光滑，粗糙度下降，抗张强度和耐破强度明显提高，并改善纸张的孔率分布，缩小最大孔径。以纳米纤维素为原料制备的薄膜，具有良好的透光性，柔软性，较高的力学性能以及优良的气体阻隔性能，在电子产品，食品包装，医药等领域具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种涂布法制备纳米纤维素薄膜的方法，克服了纳米纤维素薄膜难以批量制备的问题，同时基纸可在薄膜制备中重复使用，所制得的纳米纤维素薄膜具有良好的透光性，柔软性，较高的力学性能、防油性能以及优良的气体阻隔性能。

本发明采取的技术方案是：一种涂布法制备纳米纤维素薄膜的方法，其特征在于按重量份计，量取0.1～0.5份的取代度为0.8～1.0的羧甲基纤维素、5～20份的纳米纤维素、0.01～0.1份的表面活性剂和200～1000份水，高速分散混合均匀制得纳米纤维素涂料，再采用具有光滑表面的材料作为基纸，通过涂布法将纳米纤维素涂料涂布在基纸表面，经过干燥后分离得到纳米纤维素薄膜。

所述的一种涂布法制备纳米纤维素薄膜的方法，其特征在于应先将羧甲基纤维素CMC配制成1～10w%的羧甲基纤维素糊状液备用，再与纳米纤维素、表面活性剂和水高速分散混合均匀制得纳米纤维素悬浮液。

所述的一种涂布法制备纳米纤维素薄膜的方法，其特征在于纳米纤维素为纳米纤维素悬浮液，其浓度为0.4%～5w%。

所述的一种涂布法制备纳米纤维素薄膜的方法，其特征在于表面活性剂为非离子型表面活性剂，包括但不限于椰油基葡糖苷、月桂基葡糖苷、鲸蜡硬脂基葡糖苷、单硬脂酸甘油酯、蔗糖酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、聚氧乙烯等其中的一种或几种混合物。

所述的一种涂布法制备纳米纤维素薄膜的方法，其特征在于纳米纤维素为改性或者未改性的纤维素纳米晶、纤维素纳米纤丝之中一种或其混合物。

所述的一种涂布法制备纳米纤维素薄膜的方法，其特征在于纤维素纳米晶为棒状，直径为5～20nm，长为140～200nm；纤维素纳米纤丝直径为20～50nm，长度达数百微米。

所述的一种涂布法制备纳米纤维素薄膜的方法，其特征在于改性纳米纤维素为羧甲基化纳米纤维素，直径为4～10nm，长度1～3µm；或是改性纳米纤维素为疏水性纳米纤维素，直径为20～50nm，长度达数百微米。

所述的一种涂布法制备纳米纤维素薄膜的方法，其特征在于基纸为离型纸或表面光滑的无纺布。

所述的一种涂布法制备纳米纤维素薄膜的方法，其特征在于干燥温度为65～135℃。

所述的一种涂布法制备纳米纤维素薄膜的方法，其特征在于制得的纳米纤维素薄膜的厚度为5～150µm。