[发明专利]一种阻燃型耐热柔性纤维素纳米晶彩色膜及制备方法

说明书

本发明提供一种阻燃型耐热柔性纤维素纳米晶彩色膜及其制备方法。该方法首先采用负压抽吸，使少量离子液体均匀附着在纳米晶颗粒表面，然后再对薄膜进行热压处理，即可制得阻燃型耐热柔性纤维素纳米晶彩色膜。本发明所制的纤维素纳米晶彩色膜极限氧指数可以达到29‑31，其颜色可以通过改变负压抽吸渗透处理所用离子液体在其水溶液中的质量分数来调控。

【技术领域】

本发明涉及一种阻燃型耐热柔性纤维素纳米晶彩色膜及制备方法，属于生物高分子材料薄膜制备领域。

【背景技术】

用硫酸酸解法从纤维素中提取到的棒状纤维素纳米晶，在水中形成稳定的悬浮液。在高于临界浓度时，纤维素纳米晶悬浮液自发地分离为上层的无序相和下层的手性向列液晶相，这种有序的液晶结构能够在水分挥发散失后保留在纤维素纳米晶固体膜里，从而使薄膜在自然光下呈现出彩虹色。纤维素纳米晶彩色膜的这种结构色颜色稳定而独特，在防伪标识方面具有十分广阔的应用前景。纯粹的纤维素纳米晶彩色膜是刚性纳米晶粒子之间通过氢键作用结合在一起而形成，具有硬脆性而限制了其应用。通过纤维素纳米晶与高分子聚合物复合共组装是改善纤维素纳米晶彩色膜的硬脆性最常用的方法。如公开号为CN102449052A的中国发明专利记载了将纤维素纳米晶和低分子量的水溶性多羟基聚合物复合浇筑共组装制备柔性纤维素纳米晶彩色膜的方法。此外，公开号为CN105670044A的中国发明专利记载了将预制的纤维素纳米晶彩色膜用浓碱进行化学后处理，使纤维素纳米晶由FormⅠ晶型变为FormⅡ晶型，提高材料中无定形区含量，从而获得高强高韧的纤维素纳米晶彩色膜的方法。

本发明通过将少量室温离子液体负压抽吸渗透进入预制的纤维素纳米晶彩色膜，然后进行热压处理的方法，获得了可以弯曲成型的柔性彩色膜。机械性能测试分析表明离子液体在复合膜中起到了增塑剂的作用，元素分析的结果表明复合膜中纤维素纳米晶表面的磺酸根部分被脱除。热分析测试和燃烧测试表明所得复合膜的耐热性和耐热氧化性能得到了提高。极限氧指数达到29-31；最大热降解速率温度可达260-290℃。彩色膜的颜色随着所用离子液体在其水溶液中质量分数的改变而呈现规律性的变化。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的在于提供一种阻燃型耐热柔性纤维素纳米晶彩色膜。

本发明的另一目的还在于提供一种该阻燃型耐热柔性纤维素纳米晶彩色膜的制备方法。

本发明的另一目的还在于提供一种通过改变负压抽吸渗透所用溶剂中离子液体的质量分数来调控彩色膜颜色的方法。

本发明的另一目的还在于提供一种通过负压抽吸使离子液体渗透进入纤维素纳米晶彩色膜，再通过热压处理，以提高彩色膜耐热性和耐热氧化性的方法。

[技术方案]