[發明專利]一種生物基可降解超疏水膜及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110943079.1
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113667165A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 孫慶杰;于萌婷;高琳;孫帶涌;代蕾;姬娜;王燕斐;熊柳
• 申請（專利權）人: 青島農業大學
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04;C08J5/18;C08L5/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 申素霞

本發明提供了一種生物基可降解超疏水膜及其制備方法和應用，屬于超疏水膜技術領域。本發明提供的生物基可降解超疏水膜，包括殼聚糖植酸鈉膜、位于所述殼聚糖植酸鈉膜表面的SiO₂納米顆粒層和接枝在SiO₂納米顆粒表面的聚二甲基硅氧烷；所述殼聚糖植酸鈉膜為n層殼聚糖層/植酸鈉層，其中，n為8～10。本發明提供的生物基可降解超疏水膜中，SiO₂膜具有耐高溫、抗腐蝕、機械強度大、易清洗的優點，SiO₂納米顆粒層構成了微納米級粗糙結構，顯著提高了膜的疏水性能。聚二甲基硅氧烷降低了膜的表面能，進一步提高了膜的疏水性能。本發明提供的生物基可降解超疏水膜具有優異的超疏水性能且可見光和紫外光的透光率高。

技術領域

本發明涉及超疏水膜技術領域，具體涉及一種生物基可降解超疏水膜及其制備方法和應用。

背景技術

由于與水有限的接觸面積，超疏水表面與水的化學反應和化學鍵結合受到抑制，從而具有抗污染、自清潔、防積雪結冰、防氧化、抗腐蝕、減少疾病傳播等一些可貴的界面性質，非常有潛力用于手機面板、汽車擋風玻璃、太陽能電池蓋板、衛星天線和建筑玻璃幕墻領域。

受荷葉、海藻等自然界物種的啟發，賦予不同基材(玻璃、木材、金屬和紡織品等)超疏水性能已引起人們極大的興趣。超疏水表面通常指的是水接觸角大于150°和滑動角低于10°的表面。超疏水表面在防污、自清潔和油水分離領域具有很大的應用潛力。

在超疏水膜中，SiO₂既可以作為薄膜的主要成分，也可以作為填充劑以SiO₂顆粒狀態存在，參與形成粗糙結構。例如，Basu等(參見BASU B J,KUMAR V D,ANANDAN C.Surfacestudies on superhydrophobic and oleophobic polydimethylsiloxanesilicananocomposite coating system[J].Applied surface science,2012,261:807-814.)將聚二甲基硅氧烷(PDMS)和甲苯分散的SiO₂納米顆粒混合，噴涂于玻璃表面，然后再噴涂2％的氟硅烷溶液，制備超疏水表面；然而該雙層超疏水涂層的厚度為10～12μm，無法滿足透明性的要求。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種生物基可降解超疏水膜及其制備方法和應用，本發明提供的生物基可降解超疏水膜具有優異的超疏水性能且透明度高。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種生物基可降解超疏水膜，包括殼聚糖植酸鈉膜、位于所述殼聚糖植酸鈉膜表面的SiO₂納米顆粒層和接枝在SiO₂納米顆粒表面的聚二甲基硅氧烷；

所述殼聚糖植酸鈉膜為n層殼聚糖層/植酸鈉層，其中，n為8～10。

優選的，所述殼聚糖層/植酸鈉層的總厚度為65～75μm。

優選的，所述殼聚糖層/植酸鈉層中單層殼聚糖層的厚度為4.5～9μm，單層植酸鈉層的厚度為0.5～2μm。

優選的，所述SiO₂納米顆粒層的厚度為1～3μm。

優選的，所述聚二甲基硅氧烷的厚度為3～5μm。

本發明提供了上述技術方案所述生物基可降解超疏水膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)將殼聚糖溶液第一涂覆于基體表面，得到殼聚糖層，在所述殼聚糖層表面第二涂覆植酸鈉水溶液，得到殼聚糖層/植酸鈉層；

(2)在所述殼聚糖層/植酸鈉層表面重復第一涂覆-第二涂覆操作，得到殼聚糖植酸鈉膜；所述殼聚糖植酸鈉膜中殼聚糖層/植酸鈉層的層數為8～10層；