本发明专利技术属于高分子复合材料技术领域，涉及一种兼具氨气响应与抗菌功能的强韧淀粉/聚乙烯醇基纳米复合材料及其制备方法，它是由如下原料制备而成的：淀粉、聚乙烯醇、甘油、钴配合物修饰的埃洛石纳米管。本发明专利技术还提供了上述强韧淀粉/聚乙烯醇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强韧淀粉/聚乙烯醇基纳米复合材料具有优异的水汽阻隔、力学强度、韧性、热稳定性、氨气响应、抗菌、紫外阻隔等性能，同时还能保持较高的可见光透明性，且制备工艺简单、环保、成本低廉、适于放大生产，在食品包装、智能响应材料、生物医学、抗菌材料、氨气检测、环境监测与安全等领域具有广泛的应用价值。环境监测与安全等领域具有广泛的应用价值。环境监测与安全等领域具有广泛的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
一种兼具氨气响应与抗菌功能的强韧淀粉/聚乙烯醇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
，具体涉及一种兼具氨气响应与抗菌功能的强韧淀粉/聚乙烯醇基纳米复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
[0002]聚乙烯醇与淀粉作为生物可降解材料，是具有良好成膜性能、生物相容性的环境友好型有机高分子聚合物，在食品包装、生物医疗、智能凝胶等领域具有广泛的应用前景。然而，纯聚乙烯醇材料具有成本较高、在土壤中降解速度较慢等缺点。一种克服纯聚乙烯醇材料缺点的方法是将其与天然生物聚合物混合。淀粉是一种可降解、可再生的天然生物聚合物，是最重要的多糖之一，主要由直链淀粉和支链淀粉组成。由于其成本低、降解速度快，在开发环保材料方面具有十分可观的前景。在聚乙烯醇材料中加入淀粉可以提高材料的生物降解速度，生产出更经济更环保的淀粉/聚乙烯醇基材料。但是，淀粉/聚乙烯醇复合材料具有较差的水汽阻隔、力学等性能，同时缺少氨气响应、抗菌、紫外阻隔等功能，使其在实际运用中受到了一定的限制。
[0003]金属有机配合物是一类具有周期性网络结构的晶体多孔材料，有着易于调控的结构与功能等优点，在高分子复合材料、生物医疗、光电磁材料、催化和环境监测与安全等领域具有广泛的应用前景。本专利技术以淀粉/聚乙烯醇为基质，利用钴配合物修饰的埃洛石纳米管作为功能性填料，以此来增强淀粉/聚乙烯醇复合材料的水汽阻隔、力学强度、韧性、热稳定性、氨气响应、抗菌、紫外阻隔等性能，制备兼具氨气响应与抗菌功能的强韧淀粉/聚乙烯醇基纳米复合材料，拓宽其在食品包装、智能响应材料、生物医学、抗菌材料、氨气检测、环境监测与安全等领域的应用。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种兼具氨气响应与抗菌功能的强韧淀粉/聚乙烯醇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水汽阻隔、力学强度、韧性、热稳定性、紫外阻隔、抗菌、氨气响应变色等性能，同时还能保持较高的光学透明性，且制备工艺简单、环保、成本低廉、适于放大生产。
[0005]本专利技术技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种兼具氨气响应与抗菌功能的强韧淀粉/聚乙烯醇基纳米复合材料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：淀粉50份，聚乙烯醇50份，甘油12.5份，钴配合物修饰的埃洛石纳米管3
‑
9份；
[0007]所述钴配合物修饰的埃洛石纳米管，其制备方法包括以下步骤：(a)将0.1g的埃洛石纳米管、0.0873g的硝酸钴加入至10mLDMF溶剂中，搅拌分散均匀得到共混液；(b)将0.0249g的1,4
‑
苯二甲酸溶于10mLDMF溶剂中，得到均匀的1,4
‑
苯二甲酸溶液；(c)将步骤(b)所得1,4
‑
苯二甲酸溶液、1mL的无水乙酸依次加入至步骤(a)所得共混液中，搅拌分散均
匀得到混合液；(d)将步骤(c)所得均匀混合液转移至50mL的高压反应釜中，在180℃下反应24小时，然后依次经离心分离、用DMF与乙醇交替洗涤数次、干燥，即得到钴配合物修饰的埃洛石纳米管。
[0008]本专利技术还提供了上述兼具氨气响应与抗菌功能的强韧淀粉/聚乙烯醇基纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)将3
‑
9份钴配合物修饰的埃洛石纳米管分散于400份蒸馏水中，在室温下搅拌30min，得到钴配合物修饰的埃洛石纳米管均匀分散液，备用；
[0010](2)将12.5份甘油与50份淀粉加入到1000份蒸馏水中，在室温下搅拌30min，然后在90℃下搅拌30min，得到均匀的淀粉溶液，备用；
[0011](3)将50份聚乙烯醇加入到1000份蒸馏水中，在室温下搅拌30min，然后在90℃下搅拌30min，得到均匀的聚乙烯醇溶液，备用；
[0012](4)将步骤(1)所得钴配合物修饰的埃洛石纳米管均匀分散液、步骤(2)所得的淀粉溶液一起加入至步骤(3)所得的聚乙烯醇溶液中，在90℃下搅拌45min，得到均匀的成膜液，备用；
[0013](5)将步骤(4)所得的成膜液浇注到平底玻璃皿中，在60℃的烘箱中干燥24h，即得到兼具氨气响应与抗菌功能的强韧淀粉/聚乙烯醇基纳米复合材料。
[0014]与现有技术相比较，本专利技术具有的有益效果：
[0015]本专利技术所制备得到的淀粉/聚乙烯醇基纳米复合材料具有优异的水汽阻隔、力学强度、韧性、热稳定性、紫外阻隔、抗菌、氨气响应变色等性能，同时还能保持较高的光学透明性，且制备工艺简单、环保、成本低廉、适于放大生产，在食品包装、智能响应材料、生物医学、抗菌材料、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
[0016]图1(a)为埃洛石纳米管(HNTs)的扫描电镜图、图1(b)为钴配合物修饰的埃洛石纳米管(Co
‑
MOF@HNTs)的扫描电镜图；
[0017]图2为钴配合物修饰的埃洛石纳米管(Co
‑
MOF@HNTs)与埃洛石纳米管(HNTs)的红外图谱；
[0018]图3为钴配合物修饰的埃洛石纳米管(Co
‑
MOF@HNTs)与埃洛石纳米管(HNTs)的热重曲线图；
[0019]图4为实施例3所制备的强韧淀粉/聚乙烯醇基纳米复合材料的断面扫描电镜图。
具体实施方式
[0020]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。
[0021]在下述具体实施例和对比例配方、制备方法中，所述聚乙烯醇是由上海盈嘉实业发展有限公司提供的产品(型号：PVA
‑
2899)；玉米淀粉(CAS:9005
‑
25
‑
8，直链/支链淀粉比28/72)购自上海阿拉丁生化有限公司；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；甘油、硝酸钴、1,4
‑
苯二甲酸与DMF(N,N
‑
二甲基甲酰胺)是由西陇化工股份有限公司提供的分析纯级试剂。
[0022]在下述具体实施例和对比例配方、制备方法中，所述钴配合物修饰的埃洛石纳米管，其制备方法包括以下步骤：(a)将0.1g的埃洛石纳米管、0.0873g的硝酸钴加入至10mLDMF溶剂中，搅拌分散均匀得到共混液；(b)将0.0249g的1,4
‑
苯二甲酸溶于10mLDMF溶剂中，得到均匀的1,4
‑
苯二甲酸溶液；(c)将步骤(b)所得1,4
‑
苯二甲酸溶液、1mL的无水乙酸依次加入至步骤(a)所得共混液中，搅拌分散均匀得到混合液；(d)将步骤(c)所得均匀混合液转移至50mL的高压反应釜中，在180℃下反应24小时，然后依次经离心分离、用DMF与乙醇交替洗涤数次、干燥，即得到钴配合物修饰的埃洛石纳米管。
[0023]实施例1
[0024]一种兼具氨本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种兼具氨气响应与抗菌功能的强韧淀粉/聚乙烯醇基纳米复合材料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：淀粉50份，聚乙烯醇50份，甘油12.5份，钴配合物修饰的埃洛石纳米管3
‑
9份；所述钴配合物修饰的埃洛石纳米管，其制备方法包括以下步骤：(a)将0.1g的埃洛石纳米管、0.0873g的硝酸钴加入至10mL DMF溶剂中，搅拌分散均匀得到共混液；(b)将0.0249g的1,4
‑
苯二甲酸溶于10mL DMF溶剂中，得到均匀的1,4
‑
苯二甲酸溶液；(c)将步骤(b)所得1,4
‑
苯二甲酸溶液、1mL的无水乙酸依次加入至步骤(a)所得共混液中，搅拌分散均匀得到混合液；(d)将步骤(c)所得均匀混合液转移至50mL的高压反应釜中，在180℃下反应24小时，然后依次经离心分离、用DMF与乙醇交替洗涤数次、干燥，即得到钴配合物修饰的埃洛石纳米管。2.根据权利要求1所述的一种兼具氨气响应与抗菌功能的强韧淀粉/聚乙烯醇基纳米复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹志明，胡文凯，郑光禄，杨莹莹，刘金聚，李和平，唐群，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：
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