本发明专利技术提供一种细菌纤维素高强度高透明紫外屏蔽复合膜及其制备方法和应用。该复合膜的具体制备过程包括：(1)挤压细菌纤维素水凝胶膜降低含水量；(2)将上述细菌纤维素水凝胶膜浸入碳量子点/聚乙烯醇水分散液中吸收润胀直至平衡；(3)将碳量子点/聚乙烯醇/细菌纤维素水凝胶膜干燥得到其复合膜；(4)将碳量子点/聚乙烯醇/细菌纤维素复合膜浸入树脂溶液中，并通过干燥制备得到细菌纤维素高强度高透明紫外屏蔽复合膜。本发明专利技术的制备工艺条件易于控制，操作简单易行，本发明专利技术的复合膜能够在提高纯细菌纤维素膜光学透明度同时具有高强度和紫外屏蔽性能，可广泛应用于电子显示、建筑窗户等领域。户等领域。户等领域。
【技术实现步骤摘要】
一种细菌纤维素高强度高透明紫外屏蔽复合膜及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及复合材料
，具体涉及一种细菌纤维素高强度高透明紫外屏蔽复合膜及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]随着化石能源的快速消耗及环境污染问题的日益突出，人们致力于使用可再生、可降解的绿色材料以替代或减少石化产品的使用。高强度、高透明、疏水膜在电子显示屏幕、包装、光学仪器、建筑采光、微流体设备等领域具有重要的应用前景，需求量巨大。而纤维素作为具有可再生优势和可生物降解的最丰富的自然资源之一，因其优异的性能如无毒、可降解和环境友好性越来越受到广泛关注。
[0003]细菌纤维素(BC)是指通过醋酸菌属、土壤杆菌属、根瘤菌属和八叠球菌属等微生物合成的纤维素，直径为50
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100nm，是一种可再生、环境友好、可生物降解纳米材料，且具有优异机械性能和低热膨胀系数。BC通过细菌合成，无需添加有毒或有害化学品，过程环境友好，且纤维素的纯度高，避免组分的化学处理分离过程。同时，由于BC不经过化学或机械处理，完全保留了纤维素的结晶结构，分子内存在大量的氢键，具有高达1.5GPa的杨氏模量，是制备高强度薄膜材料的理想材料。但是，由于BC纤维的直径较大，纤维间容易形成许多孔隙，引起较强的光散射，材料的透明度较低且紫外屏蔽性能差，限制了细菌纤维素膜在电子显示、光学仪器、节能建筑方面的应用。
[0004]大多数细菌纤维素透明复合膜的研究都致力于使用细菌纤维素作为增强剂而非薄膜基体。微纤维或浆料BC与完整的BC水凝胶薄膜不同，不仅处理BC的方法繁琐，且经过处理后的BC会破坏其原有的网络结构，机械性能大幅下降。使用BC薄膜开发新型复合材料可以避免纤维素溶解，再生或均匀分散的步骤，从而简化过程；同时可以保持细菌纤维素独特的三维网络结构，BC可以很容易地与其他成分相互作用，从而改善复合膜的物理和机械性能。Caz
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n等人通过使用完整的BC水凝胶膜在聚乙烯醇(PVA)溶液中浸渍后自然干燥制备出的BC/PVA复合膜拉伸强度只有20.76MPa，制备方法虽然简单，但是机械性能与疏水性能较差(CAZ
ó
NP,VELAZQUEZ G,V
á
ZQUEZ M.Characterization of mechanical and barrier properties of bacterial cellulose,glycerol and polyvinyl alcohol(PVOH)composite films with eco
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friendly UV
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protective properties[J].Food Hydrocolloids,2020,99:105323.)。在Caz
ó
n等人的另一项工作中将完整的BC水凝胶膜在聚乙烯醇和壳聚糖的混合溶液中浸渍后自然干燥制备出的复合膜拉伸强度达到99.76MPa，对比前一个工作的BC/PVA复合膜的拉伸强度有了显著提升。(CAZ
ó
N P,V
á
ZQUEZ M,VELAZQUEZ G.Environmentally Friendly Films Combining Bacterial Cellulose,Chitosan,and Polyvinyl Alcohol:Effect of Water Activity on Barrier,Mechanical,and Optical Properties[J].Biomacromolecules,2020,21(2):753
‑
760.)。
[0005]但关于同时具有高强度、高透明度和紫外屏蔽性能的细菌纤维素尚未见报道。目
前所公开的基于细菌纤维素的复合膜尚不能满足于实际应用加工要求，所以亟需寻求和开发一种同时具备高强高、高透明、疏水且具有紫外屏蔽性能的新型高分子膜材料。
技术实现思路
[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种细菌纤维素高强度高透明紫外屏蔽复合膜及其制备方法和应用。
[0007]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案如下：
[0008]一种细菌纤维素高强度高透明紫外屏蔽复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0009]1)将碳量子点溶于聚乙烯醇水溶液中，得到碳量子点/聚乙烯醇水分散液；
[0010]2)将细菌纤维素水凝胶膜在一定压力下挤压以降低其含水量；
[0011]3)将步骤2)的细菌纤维素水凝胶浸入步骤1)的碳量子点/聚乙烯醇水分散液中进行浸泡处理，取出干燥，得到碳量子点/聚乙烯醇/细菌纤维素复合膜；
[0012]4)将步骤3)的复合膜浸入树脂溶液中进行浸泡处理，在压力和加热条件下干燥，得到细菌纤维素高强度高透明紫外屏蔽复合膜。
[0013]优选的，步骤1)所述碳量子点是以葡萄糖作为原料通过水热法制备得到的水溶性碳量子点。
[0014]优选的，步骤1)所述碳量子点在碳量子点/聚乙烯醇水分散液中的浓度为0.01mg/mL～50mg/mL。
[0015]优选的，步骤1)所述聚乙烯醇优选的分子量为2
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50万。
[0016]进一步优选的，步骤1)所述聚乙烯醇的分子量为30万。
[0017]优选的，步骤1)所述聚乙烯醇水溶液的浓度为0.1wt.％～20wt.％。
[0018]优选的，步骤2)所述挤压的压力为0.01～100MPa。
[0019]优选的，步骤2)挤压使细菌纤维素水凝胶膜的含水量(99％)降至5％～70％；
[0020]优选的，步骤3)所述细菌纤维素水凝胶膜浸入碳量子点/聚乙烯醇水分散液的时间为1～72h。
[0021]进一步优选的，步骤3)所述细菌纤维素水凝胶膜浸入碳量子点/聚乙烯醇水分散液的时间为24～36h。
[0022]优选的，步骤3)所述干燥温度为室温～100℃。
[0023]优选的，步骤4)所述树脂为环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂中的至少一种。
[0024]优选的，步骤4)所述碳量子点/聚乙烯醇/细菌纤维素复合膜浸入树脂溶液的浸入时间为0.1～8h。
[0025]进一步优选的，步骤4)所述碳量子点/聚乙烯醇/细菌纤维素复合膜浸入树脂溶液的浸入时间为0.1～2h。
[0026]优选的，步骤3)所述热压处理的条件为：热压压力为0.01～100MPa，热压温度为室温～150℃，热压时间为12～48h。
[0027]进一步优选的，步骤3)所述热压处理的条件为：热压压力为0.01～10MPa，热压温度为室温～100℃，热压时间为12～48h。
[0028]一种细菌纤维素高强度高透明紫外屏蔽复合膜，其由上述制备方法制成。其强度可达到约150MPa。
[0029]一种如上所述的细菌纤维素高强度高透明紫外屏蔽复合膜在电子显示、光学仪器、节能建筑等领域中的应本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种细菌纤维素高强度高透明紫外屏蔽复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将碳量子点溶于聚乙烯醇水溶液中，得到碳量子点/聚乙烯醇水分散液；2)将细菌纤维素水凝胶膜挤压以降低其含水量；3)将步骤2)的细菌纤维素水凝胶浸入步骤1)的碳量子点/聚乙烯醇水分散液中进行浸泡处理，取出干燥，得到碳量子点/聚乙烯醇/细菌纤维素复合膜；4)将步骤3)的复合膜浸入树脂溶液中进行浸泡处理，在压力和加热条件下干燥，得到细菌纤维素高强度高透明紫外屏蔽复合膜。2.根据权利要求1所述的细菌纤维素高强度高透明紫外屏蔽复合膜的制备方法，其特征在于，步骤1)所述碳量子点是以葡萄糖作为原料通过水热法制备得到的水溶性碳量子点。3.根据权利要求1所述的细菌纤维素高强度高透明紫外屏蔽复合膜的制备方法，其特征在于，步骤1)所述碳量子点在碳量子点/聚乙烯醇水分散液中的浓度为0.01mg/mL～50mg/mL。4.根据权利要求1所述的细菌纤维素高强度高透明紫外屏蔽复合膜的制备方法，其特征在于，步骤1)所述聚乙烯醇的分子量为2～50万；步骤1)所述聚乙烯醇水溶液的浓度为0.1wt.％～20wt.％。5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟林新，钟春燕，何英姿，彭新文，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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