一种改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料制造技术

本发明专利技术提供一种改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须‑纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料，该湿强抗菌材料的制备方法为：将纳米纤维素晶须和三聚磷酸钠溶液混合均匀，缓慢滴加到壳聚糖醋酸溶液中，得到纳米纤维素晶须‑纳米壳聚糖复合材料，然后经氢氧化钠活化后，与丙烯晴单体混合，在40℃下保温2‑3h，洗涤至中性，得到纳米纤维素晶须‑纳米氰乙基壳聚糖；将硅藻土加入到去离子水中，在强酸条件下，经十二烷基磺酸钠改性得到改性硅藻土，最后将两者在室温下振荡，达到吸附平衡后，离心分离，得到复合纸张湿强抗菌材料。本发明专利技术制备的纸张湿强抗菌材料可以在纸张的表面和内部形成化学键和物理吸附，继而提高纸张的抗菌性和湿强性。

A kind of modified diatomite adsorption of nano cellulose whiskers nano cyanoethyl chitosan composite paper wetstrength antibacterial materials

The invention provides a modified diatomite adsorption nano cellulose whiskers nano cyanoethyl chitosan composite paper wetstrength antibacterial material, the wet strength antibacterial material preparation method is: mixing nano cellulose whiskers and sodium tripolyphosphate solution evenly and slowly added into the chitosan acetic acid solution, nano nano cellulose whiskers the chitosan composite materials, and then by activation of sodium hydroxide, and acrylonitrile monomer mixture at 40 DEG C 2 insulation 3h, washing to neutral, nano cellulose whiskers nano cyanoethyl chitosan; diatomite added in the deionized water, under the strong acid condition, by twelve sodium dodecyl sulfate modified by modified diatomite, the oscillation at room temperature, adsorption equilibrium, centrifugal separation, composite paper wetstrength antibacterial materials. The paper wet strong antibacterial material can form chemical bonds and physical adsorption on the surface and interior of the paper, thereby improving the antibacterial property and wet strength of the paper.

【技术实现步骤摘要】
一种改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料
本专利技术属于纸张增强材料
，具体涉及一种改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料。
技术介绍
纸,作为一种特殊的薄层材料在生产和生活中的应用范围越来越广泛,从包装材料到文化出版和日常生活,以及在军工和航天领域等都有它的应用。普通的纸在被水完全浸湿后氢键结合收到破坏，其强力显著下降，只能保留不到5％的干强度,对日常的生活的应用和回收整理过程造成一定的影响，而在包装等利于需要纸张在接触到水或者水溶液的情况下，仍能保留10％以上干强度，为了使纸具有一定的湿强度需要在其生产过程中添加湿强剂,最早使用的湿强剂有甲醛树脂类聚合物、如脲甲醛树脂、三聚氰胺甲醒树脂和聚酰胺多胺环氧氯丙烷等，但是这类物质在酸性条件下生产和使用过程中可能会释放甲醛和有机卤素，增大回收废纸整理过程的难度。因此对湿强剂仍需要进一步的研究。壳聚糖是甲壳素脱乙酰化后的产物,也是目前最重要的甲壳素衍生物。甲壳素是自然合成仅次于纤维素的产量第二大的天然高分子聚合物。壳聚糖无毒无害、生物相容性好、易于自然降解,它在医药、食品、纺织、农业等许多领域有着广泛的应用。中国专利CN105040509B公开的纳米壳聚糖基季铵烷基淀粉醚复合抗菌纸及其制备与应用，将纳米壳聚糖分散液与造纸干强剂季铵烷基淀粉醚溶液混合，搅拌得到纳米壳聚糖基季铵烷基淀粉醚造纸干强剂，然后加入到漂白木浆中，经抄造得到复合抗菌纸，该方法制备的复合抗菌纸中纳米壳聚糖起到抗菌性能，季铵烷基淀粉醚起到增强性能，使纸张具有良好的抗菌性能和优异的物理性能。中国专利CN206436473A公开的一种符合壳聚糖抑菌食品包装纸的制备方法和应用，将脱乙酰度95％的壳聚糖经乙酸改性形成溶液A，将分子量10万的壳聚糖经乙酸改性成溶液B，将壳聚糖乙酸改性盐酸盐经乙酸改性后形成溶液C，将溶液ABC混合后加入吐温和乳酸链球菌素搅拌均匀形成整理液，涂覆与牛皮纸上，多次涂抹多次烘干得到复合壳聚糖抑菌食品包装纸。由上述现有技术可知，目前壳聚糖在纸材方面的运用多体现在抗菌性能上，对壳聚糖对纸材的增强方面的研究并不多见。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料，将纳米纤维素晶须与纳米壳聚糖进行物理交联，再对壳聚糖进行氰乙基化改性，最后吸附于硅藻土中，本专利技术制备的纸张湿强抗菌材料功能材料之间联合紧密，抗菌性能优异，而且与纸张有天然的亲和性能，可以在纸张的内部和表面均匀分散，与纸张中的纤维素形成化学键和物理吸附，提高纸张的抗菌性和湿强性能。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料，其特征在于，所述改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料中包括纳米纤维素晶须、纳米改性壳聚糖和改性硅藻土，所述纳米改性壳聚糖为纳米氰乙基壳聚糖，所述改性硅藻土为阴离子改性硅藻土。作为上述技术方案的优选，所述阴离子改性硅藻土为十二烷基磺酸钠改性的硅藻土。作为上述技术方案的优选，所述改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料的制备方法包括以下步骤：(1)将壳聚糖充分溶解在1％的醋酸溶液中，再将纳米纤维素晶须和三聚磷酸钠溶液混合均匀，缓慢滴加到壳聚糖溶液中，室温下搅拌4-6h，得到纳米纤维素晶须-纳米壳聚糖复合材料；(2)将步骤(1)制备的纳米纤维素晶须-壳聚糖复合材料经氢氧化钠活化后，与丙烯晴单体混合，在40℃下保温2-3h，洗涤至中性，得到纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖；(3)将硅藻土加入到去离子水中，加入阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠，调节pH值至强酸性，加热搅拌，离心洗涤，得到改性硅藻土；(4)将步骤(2)制备的纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖与步骤(3)制备的改性硅藻土在室温下振荡，达到吸附平衡后，离心分离，得到改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，壳聚糖、纳米纤维素晶须和三聚磷酸钠的质量比为1：0.8-1：0.1-0.2。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，纳米纤维素晶须-壳聚糖复合材料中氨基葡萄糖与丙烯晴的摩尔比为1:20-35。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，硅藻土为圆盘状，孔隙率为85-90％，作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，加热搅拌的温度为60-70℃。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖与改性硅藻土的质量比为100:5-10。作为上述技术方案的优选，所述改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料的应用方法为将改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料加入到聚乙烯醇中混合均匀，涂覆到纸张表面，烘干干燥，得到湿强抗菌纸。作为上述技术方案的优选，所述改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料的应用方法为将改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料加入到纸浆中，混合均匀，经抄纸、压制和烘干得到湿强抗菌纸。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术制备的改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料中含有纳米氰乙基壳聚糖，壳聚糖的分子结构与纸浆纤维素的分子结构非常相似,差别仅在于脱水葡萄糖环上的2号碳原子连接的基团不同，壳聚糖分子上连接的主要是氨基，而纤维素连接的是羟基。壳聚糖是线性大分子，成膜性好而且分子上具有较多的正电荷中也和羟基，有利于和纸浆纤维形成离子键和氨键,可增强纸张的湿强，且壳聚糖经氰乙基改性后可以使纸张对酸的影响降低，且氰基可以与纸张中的羟基生成氢键，进一步提高纸张的湿强，且纳米级壳聚糖的抗菌性和亲水性能更加优异，可以赋予纸张良好的抗菌性能。(2)本专利技术制备的改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料中含有纳米纤维素晶须，纳米纤维素晶须与纸张的原料一致，将纤维素处理至纳米级得到纳米纤维素晶须的比表面积大，化学活性强，可以与纳米氰乙基壳聚糖之间形成物理交联，而且纳米纤维素晶须的抗张力强，可进一步提高纸张的湿强。(3)本专利技术制备的改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料中含有改性硅藻土，硅藻土为圆盘状，孔隙率高，硅藻土经阴离子改性处理后改变表面的电化学性质，更有利于吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合材料。(4)本专利技术制备的改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料中三种功能材料都与纸张有良好的亲和性能，分散均匀性好，纳米纤维素晶须和纳米氰乙基壳聚糖都可以与纸张的内部和表面形成氢键等作用力，提高纸张的湿强，最高可大20％，且可以赋予纸张良好的抗菌性能。具体实施方式下面将结合具体实施例来详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。实施例1：(1)按照壳聚糖、纳米纤维素晶须和三聚磷酸钠的质量比为1：0.8：0.1，将壳聚糖充分溶解在1％的醋酸溶液中，再将纳米纤维素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须‑纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料，其特征在于，所述改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须‑纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料中包括纳米纤维素晶须、纳米改性壳聚糖和改性硅藻土，所述纳米改性壳聚糖为纳米氰乙基壳聚糖，所述改性硅藻土为阴离子改性硅藻土。

【技术特征摘要】
1.一种改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料，其特征在于，所述改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料中包括纳米纤维素晶须、纳米改性壳聚糖和改性硅藻土，所述纳米改性壳聚糖为纳米氰乙基壳聚糖，所述改性硅藻土为阴离子改性硅藻土。2.根据权利要求1所述的一种改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料，其特征在于，所述阴离子改性硅藻土为十二烷基磺酸钠改性的硅藻土。3.根据权利要求1所述的一种改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料，其特征在于：所述改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料的制备方法包括以下步骤：(1)将壳聚糖充分溶解在1％的醋酸溶液中，再将纳米纤维素晶须和三聚磷酸钠溶液混合均匀，缓慢滴加到壳聚糖溶液中，室温下搅拌4-6h，得到纳米纤维素晶须-纳米壳聚糖复合材料；(2)将步骤(1)制备的纳米纤维素晶须-壳聚糖复合材料经氢氧化钠活化后，与丙烯晴单体混合，在40℃下保温2-3h，洗涤至中性，得到纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖；(3)将硅藻土加入到去离子水中，加入阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠，调节pH值至强酸性，加热搅拌，离心洗涤，得到改性硅藻土；(4)将步骤(2)制备的纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖与步骤(3)制备的改性硅藻土在室温下振荡，达到吸附平衡后，离心分离，得到改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料。4.根据权利要求3所述的一种改性硅藻土吸附纳米纤维素晶须-纳米氰乙基壳聚糖复合纸张湿强抗菌材料，其特征在于：所述步骤(1)中，壳聚糖、纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：包伟强，
申请(专利权)人：苏州安特实业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32