[发明专利]一种壳聚糖/芳纶纳米纤维复合薄膜的制备方法

说明书

本发明涉及复合材料领域，具体地涉及一种壳聚糖/芳纶纳米纤维复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：(1)芳纶纳米纤维的制备；(2)壳聚糖及纳米纤维的分散(3)壳聚糖/芳纶纳米纤维复合薄膜的制备。通过本发明提供的方法制成的轻质高强抗紫外的壳聚糖/芳纶纳米纤维复合薄膜的拉伸强度达75MPa，紫外透光率低于1％。这种轻质高强抗紫外的壳聚糖/芳纶纳米纤维复合薄膜有望作为生物医药、果蔬等材料的包装材料，促进包装材料的可持续发展。

技术领域

本发明涉及包装膜材料制备技术领域，特别涉及一种高强抗紫外的壳聚糖/芳纶纳米纤维复合薄膜的制备方法。

背景技术

一些特殊药物产品、果蔬等食品由于自身特点，一旦受到阳光或是紫外线的过度照射，会导致药物变质、食材晒伤等，因而，这类产品需要进行特殊包装运输。现阶段，大量药物运输采用的是深色玻璃制品，虽然一定程度上可以吸收紫外线保护药品，但是玻璃制品质量偏高，而且易碎，不利于反复搬运；果蔬等一般通过塑料盒包装输送，然而塑料在暴晒环境中使用时，易老化变脆，而且会产生白色污染。因而，亟需发展一种轻质高强且抗紫外的包装膜材料。

甲壳素是地球上存在的除纤维素外数量最大的天然有机化合物，广泛存在于自然界中。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰产物，具有良好的生物相容性和生物降解性。降解产物一般对人体无毒副作用，在体内不积蓄，无免疫原性，并且具有广谱抗菌性，可抑制细菌、霉菌的生长，常用于食品的保鲜，在生物医学领域有极广阔的应用前景。

芳纶纳米纤维是一种新型高性能合成纤维，结构独特，而且因其尺寸小，比宏观纤维而言，结构和形态发生了相应的变化，使得其呈现出许多特殊的优异性能，例如高结晶度、高强度和高模量等性能，常被作为增强剂引入到一些聚合物中。

发明内容

为了克服现有技术易老化变脆缺点，本发明提供了一种轻质高强抗紫外的壳聚糖/芳纶纳米纤维复合薄膜的制备方法。本发明制备的芳纶纳米纤维强度高，且具有良好的抗紫外性能。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现：

一种壳聚糖/芳纶纳米纤维复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：

在二甲基亚砜中加入芳纶纤维和氢氧化钾，并加入去离子，搅拌形成芳纶纳米纤维/二甲基亚砜溶液；再加去离子水至芳纶纳米纤维/二甲基亚砜溶液中，搅拌均匀后真空压力下过滤，反复用溶剂洗涤去除残余氢氧化钾和二甲基亚砜；然后采用喷雾干燥法从芳纶纳米纤维/二甲基亚砜溶液中获得芳纶纳米纤维粉体；

取芳纶纳米纤维粉末与壳聚糖粉末，分别加入去离子水，恒温静置润涨后，搅拌至均匀透明，后在室温下放置脱除气泡；

将壳聚糖溶液与芳纶纳米纤维溶液混合，获得均一溶液，然后将混合液导入模具中，干燥待溶剂完全蒸发后，得到壳聚糖/芳纶纳米纤维复合薄膜。

作为本发明进一步改进，所述的二甲基亚砜、芳纶纤维和氢氧化钾的加入质量比例为(1000～1200)：(1～4)：(2～6)。

作为本发明进一步改进，去离子与二甲基亚砜体积比为(10～20):1。

作为本发明进一步改进，喷雾干燥过程中进风温度设置为150～350℃，出风温度设置为50～100℃。

作为本发明进一步改进，芳纶纳米纤维与壳聚糖粉末在20～80℃水浴下恒温静置润涨，搅拌2～6h至透明。

作为本发明进一步改进，所述的均一溶液中，按照质量百分比计，包括90％～98％壳聚糖溶液与2％～10％芳纶纳米纤维溶液。

作为本发明进一步改进，所述的壳聚糖/芳纶纳米纤维复合薄膜的制备是在50～100℃的真空干燥箱中进行烘干的，干燥时间为4～12h。

作为本发明进一步改进，所述的溶剂为去离子水和酒精。