[發明專利]一種聚二甲基硅氧烷/納米纖維素復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810762125.6
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN109054061B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 陳楚楚;卜香婷;王怡仁;王然;靳昊;李大綱
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L1/04;C08L83/04
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明涉及一種聚二甲基硅氧烷/納米纖維素復合膜的制備方法，包括以下步驟S01提取纖維素，S02制備納米纖維素，S03制備納米纖維素膜，S04制備聚二甲基硅氧烷/納米纖維素復合膜。還涉及由該方法制備出的聚二甲基硅氧烷/納米纖維素復合膜，該膜具有較好的柔韌性。

技術領域

本發明涉及一種復合膜及其制備方法，尤其涉及一種聚二甲基硅氧烷/納米纖維素復合膜及其制備方法。

背景技術

聚二甲基硅氧烷是一種以硅氧結構為主鏈的疏水類高分子有機聚合物，具有良好的拉伸性能、生物相容性等優點，可以在不破壞分子鏈結構的情況下承受較大的機械變形，是一種理想的可拉伸電子器件基體材料，且在藥品、食品、建筑等各領域均有應用。聚二甲基硅氧烷缺點在于其力學強度較差，外力作用下，如拉伸力作用下易斷裂，因此進一步改善其力學性能有助于拓寬其在如生物傳感器、可穿戴柔性儲能器件及人造肌肉關節等彈性基底材料中的應用。

纖維素是自然界儲存量最豐富的天然可再生資源，是植物細胞壁的主要成分。其原纖化產物-納米纖維素（纖維直徑小于100nm）具有親水性、高長徑比、優異的力學性能、生物可降解性等優點，使其作為生物增強相廣泛用于改善聚合物的力學、熱學等性能。常見的利用納米纖維素增強聚合物的方法如溶劑混合法：如將納米纖維素與水溶性聚合物在水性條件下混合制備復合膜（Reinforcement of cellulose nanofibers in polyacrylamidegels. Cellulose, 2017, 24(12):5487-5493）。但由于納米纖維素具有較大的比表面積，當提高其在聚合物中的濃度時極易發生團聚現象，因此，該方法缺點在于難以提高納米纖維素在聚合物材料中質量分數，繼而難以進一步提高其力學性能。此外，由于納米纖維素具有親水性，難以與疏水性聚合物相結合制備復合膜材料。

發明內容

本發明的目的在于克服聚二甲基硅氧烷力學強度較差，外力作用下，如拉伸力作用下易斷裂的問題，提供了一種聚二甲基硅氧烷/納米纖維素復合膜并提供了該復合膜的制備方法。

本發明所采取的技術方案為：一種聚二甲基硅氧烷/納米纖維素復合膜的制備方法，包括以下步驟

S01 提取纖維素，包括

a 配置竹粉與水的懸浮液1，

b 配置亞氯酸鈉與乙酸的混合溶液，并將混合溶液加入a中的懸浮液1中，水浴加熱后抽濾得濾渣為樣品1，

c 將樣品1置于堿溶液中水浴加熱后抽濾得到樣品2；

S02 制備納米纖維素，包括

d 將樣品2與水配置成懸浮液2，

e 將懸浮液2置于研磨機中研磨制備納米纖維懸浮液；

S03 制備納米纖維素膜，包括

f 將納米纖維懸浮液倒入真空抽濾裝置，抽濾制備納米纖維素膜，

g 將納米纖維素膜置于有機溶劑中去除納米纖維素膜內水分，制備含有機溶劑的納米纖維素膜；

S04 制備聚二甲基硅氧烷/納米纖維素復合膜，包括

h 將含有機溶劑的納米纖維素膜置于聚二甲基硅氧烷預聚體溶液中制備聚二甲基硅氧烷/納米纖維素導電復合膜。

進一步的，所述竹粉為80~100目的竹粉，所述懸浮液1中竹粉質量分數為1~1.5wt%，所述懸浮液1通過磁力攪拌使竹粉與去離子水充分接觸，攪拌后靜置10h~12h。

進一步的，所述亞氯酸鈉與乙酸的混合溶液中亞氯酸鈉和乙酸溶液質量比為4：1~6：1。

進一步的，所述b中水浴加熱溫度為80~90℃，所述抽濾為布氏漏斗真空抽濾，所得濾渣用去離子水反復沖洗，直到抽濾出的溶液呈中性得到樣品1。