[發明專利]一種抗水抗油納米纖維素復合膜的制備方法

在審

• 申請號: 201810962877.7
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN108912404A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 宋兆萍;唐杰斌;王慧麗;劉溫霞;劉甜甜
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: C08L1/02
• 分類號: C08L1/02;C08K9/04;C08K3/26;C08J5/18
• 代理公司: 濟南千慧專利事務所(普通合伙企業) 37232
• 代理人: 趙長林

一種抗水抗油納米纖維素復合膜的制備方法，包括如下步驟：S1、填料改性：將質量比為0.5?15:100的偶聯劑和填料利用干法改性工藝進行表面改性處理，得到改性填料；S2、中間體制備：將質量比為1?20:100的改性填料與纖維素充分混合后，得中間體；S3、產品制備：將中間體制備成復合膜。本發明得到的復合膜具有優異的抗水抗油特性，且合成過程不使用有毒有害的化學溶劑，工藝簡單，可操作性強。

技術領域：

本發明涉及一種抗水抗油納米纖維素復合膜的制備方法。

背景技術：

纖維素廣泛存在于各種植物資源中，植物纖維基材料的開發，可以有效緩解目前廣泛使用的石油基衍生物的資源不可再生和環境污染問題。從植物纖維資源中分離出的納米纖維素是一種高性能、可再生的綠色原料，具有無毒、生物相容、密度低、機械強度優異等性能，以其為基本單元可以構建出多種性能優異的結構材料和功能復合材料。由納米纖維素相互交織形成的透明膜，具有優異的機械強度、低的氧氣滲透率、低的熱膨脹系數和優異的熱穩定性，可應用于綠色包裝材料或作為柔性電子元器件的透明基底。然而，納米纖維素表面裸露大量親水性基團，易于形成水化層，表現出強的親水性。在潮濕的環境下，水分子易于吸附在其表面上，破壞納米纖維素間的氫鍵結合，使得納米纖維素膜的機械性能與隔絕性能出現極大的下降。納米纖維素的抗水性差，加之，納米纖維素膜對油的阻隔性能也較差，嚴重制約了其薄膜作為高阻隔包裝材料的應用。

因此，為了滿足新型包裝材料的要求，需要一種抗水抗油的納米纖維素膜。Gousse(2002)通過對納米纖維素進行硅烷化改性，來提高納米纖維素的疏水性，Rodionova(2011)在甲苯溶劑體系下，利用乙酸酐對納米纖維素表面進行酯化改性。Shimizu(2014)將不同種類的烷基季銨鹽吸附于納米纖維素表面羧基基團上，利用澆鑄的方式制備出疏水、柔韌、透明薄膜。Hambardzumyan(2015)使用Fenton試劑(H₂O₂和FeSO₄)通過共價鍵作用，將木質素接枝到納米纖維素晶體表面從而提高其疏水性。Wang(2015)通過利用納米纖維素膜吸附Cu²⁺和Fe³⁺，使其在高濕度環境下，維持了優異的機械性能。

雖然這些方法在一定程度上提高了納米纖維素膜的疏水性，但是這些方法有的需要用到大量有機溶劑，或者用到金屬離子，工藝過程不夠環保；有的會對納米纖維素性能造成損傷，有的工序過于復雜。而且，在提高納米纖維素膜的抗油抗水性能方面，并沒有相關文獻和專利進行有益探索。

[1]Gousse C,Chanzy H,Excoffier G,et al.Stable suspensions ofpartially silylated cellulose whiskers dispersed in organic solvents[J].Polymer,2002,43(9):2645-2651.

[2]Rodionova G,Lenes M,Eriksen O,et al.Surface chemical modificationof microfibrillated cellulose:Improvement of barrier properties for packagingapplications[J].Cellulose,2010,18(1):127-134.

[3]Shimizu M,Saito T,Fukuzumi H,et al.Hydrophobic,ductile,andtransparent nanocellulose films with quaternary alkylammonium carboxylates onnanofibril surfaces[J].Biomacromolecules,2014,15(11):4320-4325.