一种多功能纤维素膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能纤维素膜及其制备方法。将纤维素利用高碘酸钠氧化之后与聚乙烯亚胺化学接枝，反应产物经离心分离后，所得沉淀经过洗涤、抽滤，经热固化形成多功能纤维素膜。本发明专利技术的纤维素膜同时具有阻水、阻油、可吸收紫外以及具有环境敏感性的性能，可用于玻璃外墙、显示外屏、环境湿度检测器等，起到吸收紫外，防污防划伤的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能纤维素膜及其制备方法
本专利技术属于自清洁材料开发领域，具体涉及了一种多功能纤维素膜及其制备方法。
技术介绍
塑料制品因受阳光紫外线的辐照而产生结构变化，从而变色变脆变硬，因而适用范围受限。目前随着高分子材料应用领域的扩大，紫外线吸收剂在整个聚合物助剂中的应用越来越广泛。紫外线吸收剂是利用紫外线进行分子重排在特殊位置的羟基将吸收的紫外线转变为无害的热能，达到稳定效果。然而紫外线吸收剂仅有吸收紫外的作用，有必要开发具有吸收紫外及具有其它功能的多功能材料。专利CN105273585A开发了一种UV隔断防污涂覆组合物，此专利制成的硬化膜具有常规硬化膜所具备的高硬度和光学性能，并且具有UV阻隔性能、疏水疏油的抗污性能以及优异耐划伤性能，可广泛应用于显示外屏、玻璃外墙及注塑等领域，起到阻隔紫外线、防污易清洁与防划伤的效果。但是所用试剂含氟防污剂含有一定的毒性，且实验过程复杂，所以需要研究一种简便的，绿色无污染的成膜方法。CN103261287A制备了具有优良机械物理性质的酰化纤维素膜，此酰化纤维素膜耐久性大大提高，但是性能单一，大大限制了其应用范围。因此现有技术缺少了一种简便绿色、同时具有阻水、阻油、吸收紫外以及环境湿度敏感性的多功能纤维素膜。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术的目的是提供了一种多功能纤维素膜及其制备方法，同时具有阻水、阻油、可吸收紫外线以及对环境湿度敏感的多种功能。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：将纤维素利用高碘酸钠氧化后与聚乙烯亚胺化学接枝，反应产物经离心分离后，所得沉淀经过洗涤、抽滤得到均匀的固体混合物，在低压下将所得固体混合物经热固化形成多功能纤维素膜。所述的纤维素、高碘酸钠与聚乙烯亚胺的质量比为1：1：0.5。所述热固化的温度为30℃～150℃。所述的方法具体制备过程为：首先，将纸浆纤维素加入到NaOH/尿素溶液中，混合均匀后得到纸浆纤维素悬液，将高碘酸钠在搅拌作用下加入纸浆纤维素悬液中，调节pH为4，在50℃下氧化1h，得到氧化的纸浆纤维素悬液；然后，将聚乙烯亚胺加入氧化的纸浆纤维素悬液进行3h接枝反应，得到纸浆纤维素悬浮溶液；最后，将纸浆纤维素悬浮溶液离心分离得到下层沉淀物，将下层沉淀物洗涤抽滤得到干燥的固体混合物，使用平板硫化机将固体混合物在60℃温度、10Mpa压力下热固化压制得到所述多功能纤维素膜。所述的纤维素可以为纸浆纤维素和棉纤维素。本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1.本专利技术所制备的多功能纤维素膜同时具有阻水、阻油和可吸收紫外的性能。2.本专利技术制备的多功能纤维素膜在不同环境湿度下展现不同的机械性能和形态，具有环境湿度敏感性。3.本专利技术制备的多功能纤维素膜具有可重复利用性，由于多功能纤维素膜的阻水性能，因此使用过后，用水冲洗干净后即可再次使用。4.本专利技术制备过程采用纤维素与聚乙烯亚胺为原料，合成简单，成本低廉，能耗小，制备过程中不会有有害物质产生，不会对环境产生二次污染，易于进行规模化的工业生产。本专利技术制备得到的多功能纤维素膜可用于贴附于玻璃外墙、显示外屏、环境湿度检测器等，起到吸收紫外，防污防划伤的效果。附图说明图1为实施例1所获得的多功能纤维素膜的水接触角示意图。图2为实施例1所获得的多功能纤维素膜的紫外吸收光谱示意图。图3为实施例2所获得的多功能纤维素膜的油接触角示意图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术所采取的技术手段及其有益效果，以下结合本专利技术的实施例及其附图进行具体说明。本专利技术的实施例如下：实施例1：(1)将2g纸浆纤维素加入到50ml含7wt％NaOH和含12wt％尿素的混合溶液中，混合均匀后得到纸浆纤维素悬液，将2g高碘酸钠在搅拌作用下加入此纸浆纤维素悬液中，用2M的盐酸溶液调节pH为4，在50℃下氧化1h，得到氧化的纸浆纤维素悬液；将1g聚乙烯亚胺加入中上述纸浆纤维素悬液进行3h接枝反应，得到纸浆纤维素悬浮溶液；所得纸浆纤维素悬浮溶液在10000rpm条件下离心10min，分离得到下层沉淀物；所得下层沉淀物经4次洗涤之后经过抽滤之后得到较为干燥的固体混合物，使用平板硫化机将此固体混合物在30℃、10Mpa下热固化压制10min得到多功能纤维素膜。(2)在制备的多功能纤维素膜上裁剪2cm*1cm的长方形长条，使用GBX公司接触角测试仪在长方形膜上滴一滴水，使用标准CCD摄像机进行成像，然后采用计算机多媒体技术分析多功能纤维素膜与水的接触角，所得水接触角为98.93°(如图1所示)。(3)在制备的多功能纤维素膜上裁剪2cm*1cm的长方形长条，使用GBX公司接触角测试仪在长方形膜上滴一滴柴油，使用标准CCD摄像机进行成像，然后采用计算机多媒体技术分析多功能纤维素膜与柴油的接触角，所得油接触角为92.18°。(4)使用紫外可见近红外分光光度计，将制成的多功能纤维素膜固定在仪器指定位置，用紫外线照射，测得220-533nm范围内具有吸收紫外的作用。(如图2所示)(5))在制备的多功能纤维素膜上裁剪3个2cm*1cm的长方形长条，将裁剪好的长方形长条膜放入温湿度环境气候箱中，控制环境气候箱湿度为20％RH、50％RH、80％RH，10min后，立即将具有一定湿度的长条膜拿出，测多功能纤维素膜的拉伸强度，测得20％RH、50％RH、80％RH湿度下的膜的拉伸强度分别为2.32Mpa，3.23Mpa，3.85Mpa.。而且测得20％RH、50％RH、80％RH湿度下测得长方形长条的弯曲角度分别为30°，15°，3°，可以应用于环境湿度的检测。另外，本实施例取多功能纤维素膜在常温常湿度环境下用刀具进行划割，发现不易出现划痕。实施例2：(1))将2g棉纤维素加入到50ml含7wt％NaOH和含12wt％尿素的混合溶液中，混合均匀后得到棉纤维素悬液，将2g高碘酸钠在搅拌作用下加入此纤维素悬液中，用2M的盐酸溶液调节pH为4，在50℃下氧化2h，得到氧化的棉纤维素悬液；将1g聚乙烯亚胺加入中上述棉纤维素悬液进行3h接枝反应，得到棉纤维素悬浮溶液；所得棉纤维素悬浮溶液在10000rpm条件下离心10min，分离得到下层沉淀物；所得下层沉淀物经4次洗涤之后经过抽滤之后得到较为干燥的固体混合物，将此固体混合物在90℃、10Mpa下热固化压制10min得到多功能棉纤维素膜。(2)在制备的多功能棉纤维素膜上裁剪2cm*1cm的长方形长条，使用GBX公司接触角测试仪在长方形膜上滴一滴水，使用标准CCD摄像机进行成像，然后采用计算机多媒体技术分析多功能棉纤维素膜与水的接触角，所得水接触角为101.34°。(3)在制备的多功能棉纤维素膜上裁剪2cm*1cm的长方形长条，使用GBX公司接触角测试仪在长方形膜上滴一滴柴油，使用标准CCD摄像机进行成像，然后采用计算机多媒体技术分析多功能棉纤维素膜与柴油的接触角，所得油接触角为90.45°(如图3所示)。(4)使用紫外可见近红外分光光度计，将制成的棉纤维素膜固定在仪器指定位置，用紫外线照射，测得236-437nm范围内具有吸收紫外的作用。(5)在制备的多功能棉纤维素膜上裁剪3个2cm*1cm的长方形长条，将裁剪好的长方形长条膜放入温湿度环境气候箱中，控制环境气候箱湿度为20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能纤维素膜的制备方法，其特征在于：方法具体步骤如下：将纤维素利用高碘酸钠氧化后与聚乙烯亚胺接枝，反应产物经离心分离后，所得沉淀经过洗涤、抽滤得到均匀的固体混合物，在低压下将所得固体混合物经热固化形成多功能纤维素膜。

【技术特征摘要】
1.一种多功能纤维素膜的制备方法，其特征在于：方法具体步骤如下：将纤维素利用高碘酸钠氧化后与聚乙烯亚胺接枝，反应产物经离心分离后，所得沉淀经过洗涤、抽滤得到均匀的固体混合物，在低压下将所得固体混合物经热固化形成多功能纤维素膜。2.根据权利要求1所述的一种多功能纤维素膜的制备方法，其特征在于：所述的纤维素、高碘酸钠与聚乙烯亚胺的质量比为1：1：0.5。3.根据权利要求1所述的一种多功能纤维素膜及其制备方法，其特征在于：所述热固化的温度为30℃～150℃。4.根据权利要求1所述的一种多功能纤维素膜的制备方法，其特征在于：方法具体制备过程为：首先，将纸浆纤维素加入到NaOH/尿素溶液中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琳，张连伟，王瑞佳，姚菊明，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33