[發明專利]一種圖案化薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 202110554535.3
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113214517B
• 公開（公告）日: 2023-05-19
• 發明（設計）人: 劉大剛;郭夢娜;李芹
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L1/04;C08L71/02;C08L29/04;C08K5/053
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮;裴詠萍

本發明公開了一種圖案化薄膜的制備方法，該圖案化薄膜以纖維素納米晶體懸浮液中添加手性物質或色彩調節物質后制備得到的復合懸浮液為成膜溶液，干燥的同時施加外力，制備得到；其中，手性物質選自手性糖類物質、手性氨基酸；色彩調節物質選自葡萄糖、PEG、PVA；所施加外力為旋轉離心力或螺旋剪切力。本發明通過簡單的低速旋轉離心力以及螺旋剪切力即可得到具有漩渦（順逆時針）、煙花狀、貝殼螺紋、花朵、同心圓、青花瓷盤、單螺旋線、雙螺旋線、星云圖、花苞狀等形狀的圖案化薄膜。

技術領域

本發明屬于薄膜材料領域，具體涉及一種基于手性纖維素納米晶的圖案化薄膜。

背景技術

隨著全球經濟發展，假冒偽劣物品越來越多，防偽成為貿易中不可缺少的一部分。同時，人民生活水平的日益提高，人們對于物品外觀的要求越來越高。因此，如何構建既具有防偽功能又具有視覺美觀性的圖案化薄膜是當今研究的重要挑戰之一。

纖維素納米晶體由于其本身特殊的膽甾相結構，具有極強的旋光性、明顯的圓二向色性和對波長的選擇性反射，使其在在肉眼下即顯現色彩，并且以不同入射角度觀察它的色彩都會有所不同(遵從布拉格衍射)。因此，CNC在防偽等領域應用廣泛，以CNC為基礎開發圖案化薄膜，具有重要意義。

由于纖維素納米晶體受外力作用易導致其膽甾相被破壞，無法形成圖案化薄膜，甚至無法形成結構色。在現有技術中，也并沒有涉及到利用CNC來制備圖案化薄膜的方法，所以，圖案化纖維素納米晶薄膜的構建成為纖維素納米晶價值的拓展之一。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷，提供一種制備圖案多樣化的纖維素納米晶薄膜。

為了達到上述目的，本發明提供了一種圖案化薄膜的制備方法，該圖案化薄膜以纖維素納米晶體懸浮液中添加手性物質或色彩調節物質后制備得到的復合懸浮液為成膜溶液，干燥的同時施加外力，制備得到；其中，手性物質選自手性糖類物質、手性氨基酸；色彩調節物質選自葡萄糖、PEG(聚乙二醇)、PVA(聚乙烯醇)；所施加外力為旋轉離心力或螺旋剪切力。

本發明圖案化薄膜的制備方法通過對纖維素納米晶體懸浮液中添加物質的選擇、添加物質的添加量選擇、施加外力種類的選擇、施加外力大小的選擇、獲得不同的圖案。

當采用旋轉離心力作為外力施加時：通過將復合懸浮液置于培養皿中，干燥過程中整體始終保持低速旋轉。

其中，低速旋轉的轉速為50～130r/min。

當采用螺旋剪切力作為外力施加時，通過將復合懸浮液置于風扇下方進行干燥，調節風扇風力大小、及復合懸浮液于風扇正下方至風扇外下方邊緣位置范圍內的擺放位置，獲得不同的圖案。

其中，風扇風力大小控制為5～100s-¹,即風扇對CNC懸浮液施加的剪切速率。

當以旋轉離心力作為外力施加時，所述纖維素納米晶體懸浮液的固含量為3±0.5％，手性物質或色彩調節物質的添加量占纖維素納米晶懸浮液中纖維素納米晶固體質量9％～80％；當以螺旋剪切力作為外力施加時，所述纖維素納米晶體懸浮液的固含量為1％％，手性物質或色彩調節物質的添加量占纖維素納米晶懸浮液中纖維素納米晶固體質量1％～15％。

在部分實施例中，較為優選的，手性物質選用手性阿拉伯糖；色彩調節物質選用PVA；所獲得的圖案為旋渦狀、煙花狀、貝殼螺紋狀、花朵狀、同心圓狀、青花瓷盤狀、單螺旋線狀、雙螺旋線狀、或星云圖狀。

進一步的，圖案化薄膜制備的具體步驟如下：

(1)纖維素納米晶(CNC)懸浮液的制備