[发明专利]一种高强度再生纤维素膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度再生纤维素膜的制备方法，属于高分子材料技术领域。将原料移入粉碎机中粉碎，将粉碎后原料与硝酸溶液混合反应，得酸水解原料，将酸水解原料与氢氧化钠溶液混合反应后，再与过氧化氢溶液混合反应，得纤维素坯料，将二甲基乙酰胺与纤维素坯料混合，先在氮气保护下高温反应，再降温，加入氯化锂溶液继续反应，待纤维素完全溶解，降温，通入空气，并依次加入改性壳聚糖溶液和交联剂，继续搅拌反应，降至室温后，超声振荡，得制膜液，将制膜液移入涂膜器，在基片上涂膜后，将基片移入萃取剂中萃取，即得高强度再生纤维素膜。本发明制备的再生纤维素膜拥有较好的力学性能和断裂强力。

技术领域

本发明公开了一种高强度再生纤维素膜的制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

随着环境问题的日益严峻以及石油、煤炭等储量的急剧减少，人们逐渐将目光集中到可再生资源的开发与利用上，尤其是在高性能材料的制备与应用领域。纤维素是自然界中分布最广、储量最大的天然高分子物质，具有廉价、易得、无毒、再生性好、环境友好等诸多优点。植物通过光合作用每年产生约1500亿吨纤维素，这些纤维素被认为是未来开发新能源与新材料的重要原料，受到越来越多的关注。目前，纤维素被广泛应用于燃料乙醇、造纸、服装、渗透膜等领域。其中，纤维素复合材料的开发和利用对可再生资源的产业化利用、改善生态环境与保持经济的可持续发展均有着广泛和重要的现实意义。

生态环保型、环境友好型材料的研制被认为是材料领域发展的重点方向之一，尤其当人类面对不能降解的高分子材料对环境造成的“白色污染”时，可生物降解的天然纤维素的使用成为新型材料领域中的研究热点。据统计，全球每年利用天然生物合成可生产数千亿吨的纤维素，这是石油等化石能源无法相比的；预计到2020年，来自植物性资源的再生材料将占到材料领域的10%以上。用离子液体溶解纤维素，并用其制备出再生纤维素型的纤维及其衍生物，推动了纤维素科学与技术发展。粘胶法和铜氨法制备的再生纤维素膜（玻璃纸和铜珞玢）均是很好的透析膜用材料，尤其是在人工肾方面，再生纤维素膜被大量使用，成为重要的医药类产品原料。抗蛋白污染的再生纤维素微滤膜和超滤膜也获得广泛应用，但传统的再生纤维膜还存在一些问题，比如力学性能不佳、耐热性较差。在此前提下，对再生纤维素膜及其制备方法的研究成为研究者关注的焦点。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统再生纤维素膜力学性能和耐热性不佳的问题，提供了一种高强度再生纤维素膜的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）将原料移入粉碎机中，粉碎，得粉碎原料；

（2）将粉碎原料与硝酸溶液混合，煮沸回流，过滤，洗涤，粉碎，得酸水解原料；

（3）将酸水解原料与氢氧化钠溶液混合，煮沸回流，得碱水解原料，将碱水解原料与过氧化氢溶液混合，搅拌反应，过滤，水洗，得纤维素坯料；

（4）将二甲基乙酰胺与纤维素坯料加入三口烧瓶，向三口烧瓶中通入氮气，高温搅拌反应后，降温，并加入氯化锂溶液，继续搅拌溶解，待纤维素完全溶解，降温，通入空气，依次向三口烧瓶中加入改性壳聚糖溶液和交联剂，继续搅拌反应，降至室温后，超声振荡，即得制膜液；

（5）将制膜液移入涂膜器，在基片上涂膜后，将基片移入萃取剂中萃取，过滤，洗涤，干燥，即得高强度再生纤维素膜。

步骤（1）所述原料为棉纤维，花生壳或稻壳中任意一种。

步骤（4）所述改性壳聚糖溶液的制备方法为：将壳聚糖与沼液按质量比1：8～1：14混合，恒温发酵5～7天，旋蒸浓缩，得活化壳聚糖，将活化壳聚糖与水按质量比1：15～1：20混合，并加入活化壳聚糖质量0.2～0.4倍的纳米二氧化钛，超声振荡，得改性壳聚糖溶液。

步骤（4）所述交联剂为对苯二甲醛，二亚乙基三胺或DTBP中任意一种。