[发明专利]一种甲壳素纳米纤维/蒙脱土复合膜材料的制备方法有效
申请号: | 201310288159.3 | 申请日: | 2013-07-10 |
公开(公告)号: | CN103342826A | 公开(公告)日: | 2013-10-09 |
发明(设计)人: | 李大纲;陈楚楚;王茹;李晶;邵旭;胡琴琴 | 申请(专利权)人: | 南京林业大学;李大纲 |
主分类号: | C08J5/18 | 分类号: | C08J5/18;C08L5/08;C08K3/34;C08B37/08 |
代理公司: | 南京君陶专利商标代理有限公司 32215 | 代理人: | 沈根水 |
地址: | 210037 *** | 国省代码: | 江苏;32 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 甲壳素 纳米 纤维 蒙脱土 复合 材料 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种甲壳素纳米纤维/蒙脱土复合膜材料的制备方法,属于天然高分子材料领域、也属地于化学、林业工程、包装工程、新材料领域。
背景技术
甲壳素属线性多糖类,是自然界中罕见的带正电荷的弱碱性天然活性产物,也是生物界中唯一的类似动物性膳食纤维,广泛存在于海洋节肢动物,如虾、蟹的甲壳之中,也存在于菌类、昆虫类、藻类细胞膜中。它的蕴藏量仅次于纤维素,也是除蛋白质以外含量最多的含氮天然有机化合物。据估计,在自然界中,甲壳素的年生物合成量约 100 亿吨,其中海洋生物的生成量在每年10亿吨以上。我国是甲壳素的资源大国,仅浙江省沿海的年产海虾就达 67 万吨,除去肉等(约40%),即使按20%~30%的生产得率计算,每年也可得甲壳素1万多吨,资源潜力巨大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种甲壳素纳米纤维/蒙脱土复合膜材料的制备方法,其可有效改善甲壳素纳米复合的阻燃性和耐撕裂性,且工艺方法简童工易行,从而克服现有技术中的不足。
本发明的技术解决方案:一种甲壳素纳米纤维/蒙脱土复合膜材料的制备方法,其特征是该方法包括1)制备甲壳素粉末;2)机械分离法制备甲壳素纤维;3)制备纳米纤维素膜;4)混溶-真空滤膜法制备甲壳素纳米纤维/蒙脱土复合膜。
甲壳素纳米纤维,是指直径为纳米级(小于100nm)而长度较大的纤维。甲壳素在生物细胞壁中构成一种称为微纤丝的结构单元,又称为纤维束,由单根纤维即甲壳素纳米纤维聚集而成。单根纤维则由一束沿着分子长轴平行排列的甲壳素分子构成,横切面呈椭圆形。通过高倍电子显微镜等高科技手段已探知,甲壳素纳米纤维的直径通常在数十至数百个纳米之间。
生物质甲壳素纳米纤维的来源很广,制备的方法也多种多样。比较常用的方法有机械分离法、TEMPO氧化结合机械分离法,至于静电纺丝法,则主要是用于甲壳素与高分子复合纳米纤维的制备。机械分离法中常用的仪器有研磨机,高速搅拌机,均质机等,主要的作用原理是高压剪切。由于过程中很少或几乎不用化学试剂,对环境的伤害较小。Ifuku等从蟹壳和虾壳的外骨骼中去除蛋白质和矿物质后,通过简单机械处理得到的纳米纤维具有优良的网状结构,宽度约为10~20 nm,且长径比很高。该过程在葡萄糖的表面形成了一个络合物。实验用到了研磨机,星爆式雾化系统及高速搅拌机。酸性条件是促进原纤化的关键,在pH为3~4时,纤维表面阳离子化的氨基通过静电作用力促进了原纤维的形成。TEMPO氧化结合机械分离法类似于纤维素纳米纤丝的制备,此法得到的纳米纤维素的直径分布在3~5nm。
甲壳素纳米纤维具有较高的长径比,较大的比表面积,以及特有的三维网状结构,一般用于增强高分子材料,提高其机械性能和降低热膨胀系数。甲壳素纳米纤维在与基体材料复合时能够均匀分散形成均相结构,同时由于其自身机械强度非常高,亦可大大增强基体材料的力学性能。甲壳素纳米纤维的纳米尺寸可以使树脂保留其透明度及纯净的外观,并有效改善其热膨胀性能。甲壳素纳米纤维复合材料高透光率、低热膨胀率的属性,使之在制造各种光电子器件(如平面显示器,可弯曲显示屏,和太阳能电池)的衬底方面成为有前途的候选材料。水悬浮的甲壳素纳米纤维具有大量的羟基和胺/氮-乙酰基,真空过滤制备一个直径90mm 的薄膜时,其过滤速度是纤维素纳米纤维的9 倍。此点有利于制膜阶段工作效率的提高,于商业应用来讲是个突出的优势。
本发明的优点:1)通过不同机械处理后的甲壳素纳米纤维直径依次逐渐变细,纳米纤维的直径多分布在10~100nm。当纤维达到纳米级别后,其悬浮液较为透明,并且呈淡蓝色。2)研磨+超声、研磨+超声+均质膜的强度较高,均超过100MPa,线性热膨胀系数值在10ppm/K左右。甲壳素纳米纤维/蒙脱土复合膜的线性热膨胀系数为11.2ppm/K左右。
具体实施方式
一种甲壳素纳米纤维/蒙脱土复合膜材料的制备方法,该方法包括1)制备甲壳素粉末;2)机械分离法制备甲壳素纤维;3)制备纳米纤维素膜;4)混溶-真空滤膜法制备甲壳素纳米纤维/蒙脱土复合膜。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于南京林业大学;李大纲,未经南京林业大学;李大纲许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201310288159.3/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。
- 上一篇:小型化宽带重构智能手机天线
- 下一篇:一种治疗乳腺增生的中药膜