本发明专利技术属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种兼具紫外阻隔和pH响应功能的强韧海藻酸钠基纳米复合材料及其制备方法与应用，它是由如下原料制备而成的：海藻酸钠、负载大黄酸的埃洛石纳米管。本发明专利技术还提供了上述海藻酸钠基纳米复合材料的制备方法。本发明专利技术所制备得到的海藻酸钠基纳米复合材料具有优异的力学强度、韧性、水汽阻隔、紫外阻隔、高能蓝光阻隔、pH响应变色、氨气响应变色等性能，同时还能保持高的可见光透明性，可用作智能指示材料及时有效地指示虾等肉类食品在贮藏过程中的新鲜度变化情况，且该复合材料制备工艺简单、环保，在食品包装、智能材料、生物医学、抗菌、pH响应材料、氨气检测、环境监测与安全等领域具有广泛应用价值。泛应用价值。泛应用价值。
【技术实现步骤摘要】
一种兼具紫外阻隔和pH响应功能的强韧海藻酸钠基纳米复合材料及其制备方法与应用
[0001]本专利技术属于高分子复合材料
，具体涉及一种兼具紫外阻隔和pH响应功能的强韧海藻酸钠基纳米复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
[0002]天然生物聚合物由于其优异的凝胶形成性能、生物相容性和商业可用性而被用于制备绿色薄膜材料。其中，海藻酸钠是一种具有较强亲水性的多糖高聚物，是天然的、常见的食品胶凝剂、乳化剂、增稠剂和稳定剂，它的成本低，成膜性好且对环境友好，是一种优异的生物可降解材料。但是，纯海藻酸钠材料具有较差的水汽阻隔、力学强度、韧性等，同时缺少pH响应、氨气响应、紫外阻隔、高能蓝光阻隔等功能，使其在实际运用中受到了一定的限制。天然埃洛石纳米管在世界上产量丰富，在许多国家，如中国、美国和新西兰等，都存在大量的天然埃洛石纳米管。因其具有储量丰富、价格低廉、生物相容性和环境友好等特点，埃洛石纳米管被广泛应用于纳米复合材料、催化剂载体、纳米制造、药物缓释等领域。本专利技术以海藻酸钠为基质，利用负载大黄酸的埃洛石纳米管作为功能性填料，以此来改善海藻酸钠的力学强度、韧性、水汽阻隔、紫外阻隔、高能蓝光阻隔、pH响应变色、氨气响应变色等性能，开发兼具紫外阻隔和pH响应功能的强韧海藻酸钠基纳米复合材料，拓宽其在食品包装、智能材料、生物医学、抗菌材料、pH响应材料、氨气检测、环境监测与安全等领域的应用。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种兼具紫外阻隔和pH响应功能的强韧海藻酸钠基纳米复合材料及其制备方法与应用。该复合材料具有优异的力学强度、韧性、水汽阻隔、紫外阻隔、高能蓝光阻隔、pH响应变色、氨气响应变色等性能，同时还能保持较高的可见光透明性，可用作智能指示材料及时有效地指示肉类食品(如虾、猪肉、鱼等)在贮藏过程中的新鲜度变化情况，且该复合材料制备工艺简单、环保、成本低廉、适于放大生产。
[0004]本专利技术技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种兼具紫外阻隔和pH响应功能的强韧海藻酸钠基纳米复合材料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：海藻酸钠100份，负载大黄酸的埃洛石纳米管1
‑
7份；
[0006]所述负载大黄酸的埃洛石纳米管，其制备方法包括以下步骤：
[0007](1)将4份大黄酸加入至600份DMF溶剂中，在50℃下搅拌混合，得到均匀的大黄酸溶液，备用；
[0008](2)将10份埃洛石纳米管加入至800份DMF溶剂中，在50℃下搅拌混合，得到均匀的埃洛石纳米管分散液，备用；
[0009](3)将步骤(1)所得大黄酸溶液加入至步骤(2)所得埃洛石纳米管分散液中，在搅
拌下加热回流8h(回流温度为90℃)，待冷却至室温，随后依次经离心分离、用水和乙醇交替洗涤5次、干燥，即得到负载大黄酸的埃洛石纳米管。
[0010]本专利技术还提供了上述兼具紫外阻隔和pH响应功能的强韧海藻酸钠基纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0011](1)将100份海藻酸钠加入至4500份去离子水中，在70℃下搅拌30min，得到均匀的海藻酸钠溶液，备用；
[0012](2)将1
‑
7份负载大黄酸的埃洛石纳米管分散于1500份去离子水中，在室温下搅拌30min，得到均匀的分散液，备用；
[0013](3)将步骤(2)所得的分散液加入到步骤(1)所得到的海藻酸钠溶液中，在70℃下搅拌1h，得到均匀的成膜液，备用；
[0014](4)将步骤(3)所得的成膜液浇注到平底玻璃皿中，在50℃的烘箱中干燥72h，即得到兼具紫外阻隔和pH响应功能的强韧海藻酸钠基纳米复合材料。
[0015]所述兼具紫外阻隔和pH响应功能的强韧海藻酸钠基纳米复合材料的应用，其特征在于，用于食品包装、智能材料、生物医学、抗菌材料、pH响应材料、氨气检测、环境监测与安全等领域。
[0016]与现有技术相比较，本专利技术具有的有益效果：
[0017]本专利技术所制备得到的海藻酸钠基纳米复合材料具有优异的力学强度、韧性、水汽阻隔、紫外阻隔、高能蓝光阻隔、pH响应变色、氨气响应变色等性能，同时还能保持较高的可见光透明性，可用作智能指示材料及时有效地指示肉类食品(如虾、猪肉、鱼等)在贮藏过程中的新鲜度变化情况，且该复合材料制备工艺简单、环保、成本低廉、适于放大生产，在食品包装、智能材料、生物医学、抗菌材料、pH响应材料、氨气检测、环境监测与安全等领域具有广泛的应用价值。
附图说明
[0018]图1(a)为本专利技术所涉及的负载大黄酸的埃洛石纳米管的扫描电镜图、图1(b)为埃洛石纳米管的扫描电镜图；
[0019]图2为本专利技术所涉及的埃洛石纳米管与负载大黄酸的埃洛石纳米管的傅里叶红外图谱；
[0020]图3为本专利技术所涉及的埃洛石纳米管与负载大黄酸的埃洛石纳米管的热重曲线图；
[0021]图4为本专利技术实施例2所制备的海藻酸钠基纳米复合材料的断面扫描电镜图。
具体实施方式
[0022]为了更好地解释本专利技术，下面结合具体实施例对本专利技术进一步详细解释，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0023]在下述具体实施例和对比例配方、制备方法中，所述海藻酸钠采用的是由罗恩化学试剂提供的产品，其黏度200
‑
500mpa.s(25℃)；埃洛石纳米管是由广州润博材料科技有限公司提供的产品；大黄酸是上海贤鼎生物科技有限公司提供的分析纯级试剂；N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)是由天津市富宇精细化工有限公司提供的分析纯级试剂。
[0024]在下述具体实施例和对比例配方、制备方法中，所述负载大黄酸的埃洛石纳米管，其制备方法包括以下步骤：
[0025](1)将4份大黄酸加入至600份DMF溶剂中，在50℃下搅拌混合，得到均匀的大黄酸溶液，备用；
[0026](2)将10份埃洛石纳米管加入至800份DMF溶剂中，在50℃下搅拌混合，得到均匀的埃洛石纳米管分散液，备用；
[0027](3)将步骤(1)所得大黄酸溶液加入至步骤(2)所得埃洛石纳米管分散液中，在搅拌下加热回流8h(回流温度为90℃)，待冷却至室温，随后依次经离心分离、用水和乙醇交替洗涤5次、干燥，即得到负载大黄酸的埃洛石纳米管。
[0028]实施例1
[0029]一种兼具紫外阻隔和pH响应功能的强韧海藻酸钠基纳米复合材料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：海藻酸钠100份，负载大黄酸的埃洛石纳米管1份。
[0030]制备方法，包括如下步骤：
[0031](1)将100份海藻酸钠加入至4500份去离子水中，在70℃下搅拌30min，得到均匀的海藻酸钠溶液，备用；
[0032](2)将1份负载大黄酸的埃洛石纳米管分散于1500份去离子水中，在室温下搅拌30min，得到均匀的分散液，备用；
[0033](3)将步骤(2)所得的分散液加入到步骤(1)所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种兼具紫外阻隔和pH响应功能的强韧海藻酸钠基纳米复合材料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：海藻酸钠100份，负载大黄酸的埃洛石纳米管1
‑
7份；所述负载大黄酸的埃洛石纳米管，其制备方法包括以下步骤：(1)将4份大黄酸加入至600份DMF溶剂中，在50℃下搅拌混合，得到均匀的大黄酸溶液，备用；(2)将10份埃洛石纳米管加入至800份DMF溶剂中，在50℃下搅拌混合，得到均匀的埃洛石纳米管分散液，备用；(3)将步骤(1)所得大黄酸溶液加入至步骤(2)所得埃洛石纳米管分散液中，在搅拌下加热回流8h(回流温度为90℃)，待冷却至室温，随后依次经离心分离、用水和乙醇交替洗涤5次、干燥，即得到负载大黄酸的埃洛石纳米管。2.根据权利要求1所述的一种兼具紫外阻隔和pH响应功能的强韧海藻酸钠基纳米复合材料的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐群，黄孝鹏，李和平，郑光禄，杨莹莹，刘金聚，胡文凯，邹志明，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：
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