[发明专利]一种无机纳米材料在提高纤维素膜滑度及柔软度方面的应用

说明书

本发明公开了一种再生纤维素/无机纳米材料复合膜的制备方法，首先制备无机纳米材料的水混悬液并将其与离子液体水溶液进行混合、除水浓缩处理；然后将上述浓缩后的无机纳米材料的离子液体混悬液与纤维素原料进行混合，并进行脱水、脱泡处理，得到均匀透明的纤维素/无机纳米材料溶液；最后将上述纤维素/无机纳米材料溶液进行再生成膜，得到再生纤维素/无机纳米材料复合膜。本发明的制备方法改善了传统再生纤维素膜滑度低、柔软度较差、低温高湿条件使用性能差等缺陷，提高了纤维素膜的质量；同时解决了传统再生纤维素膜制备过程的高能耗、高污染问题。

技术领域

本发明涉及一种无机纳米材料在提高纤维素膜滑度及柔软度方面的应用。

背景技术

在当前严峻的环保形势下，再生纤维素膜的应用越来越广，特别是在食品药品包装领域，纤维素膜以其独特的易撕裂、易扭曲、透气性好、印刷复合性能优良而备受青睐。在欧美发达国家,再生纤维素膜用量最大的当属火腿等肉类食品包装和医药包装两大领域，但是随着生产效率的不断提高，再生纤维素膜在特殊使用条件下存在滑度低、柔软度较差、低温高湿条件使用性能差等局限。

据调查发现，火腿等肉类生产或加工时，需要的环境温度在15℃以下，用纤维素膜包装的肉制品温度要求在0-5℃，相对湿度在70%RH左右，在如此低温高湿条件下，对纤维素膜的滑度要求相当高；在医药包装领域，全自动摆药机的耗材即为再生纤维素与聚乙烯的复合膜，产品加工及使用过程对再生纤维素膜的滑度、柔软度要求严格。

目前，工业上传统的纤维素膜制备采用的是多步骤、复杂的粘胶工艺。该工艺是高能耗、重污染的技术，工艺复杂冗长，条件难以控制，所用化学品种类多、毒性和腐蚀性强、消耗量大；生产过程中会产生大量废气和酸度大、难治理废水。因此研究人员转向绿色高效的纤维素膜生产新工艺，现阶段利用离子液体溶解生产纤维素材料的方法得到广泛关注。本发明即提供一种以离子液体为溶剂制备再生纤维素/无机纳米材料复合膜的制备方法，既解决了食品医药包装对再生纤维素膜滑度、柔软度的要求，又避免了传统再生纤维素膜制备的高能耗、高污染问题。

发明内容

本发明提供一种以离子液体为溶剂的再生纤维素/无机纳米材料复合膜的制备方法，改善传统再生纤维素膜滑度低、柔软度较差、低温高湿条件使用性能差等缺陷，提高纤维素膜的质量；同时解决了传统再生纤维素膜制备过程的高能耗、高污染问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种无机纳米材料在提高纤维素膜滑度及柔软度方面的应用，首先制备无机纳米材料的水混悬液并将其与离子液体水溶液进行混合、除水浓缩处理；然后将上述浓缩后的无机纳米材料的离子液体混悬液与纤维素原料进行混合，并进行脱水、脱泡处理，得到均匀透明的纤维素/无机纳米材料溶液；最后将上述纤维素/无机纳米材料溶液进行再生成膜，得到再生纤维素/无机纳米材料复合膜。

上述再生纤维素/无机纳米材料复合膜的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）无机纳米材料的水混悬液制备：将无机纳米材料分散在水中混合得到均匀的混悬液；

（2）无机纳米材料的离子液体混悬液制备：将步骤（1）得到的无机纳米材料的水混悬液与离子液体水溶液充分搅拌，混合均匀后进行除水浓缩处理；

（3）纤维素/无机纳米材料溶液的制备：将纤维素原料与步骤（2）得到的无机纳米材料的离子液体混悬液按照一定比例进行混合，混合均匀后进行脱水、脱泡，得到均匀透明的纤维素/无机纳米材料溶液；

（4）再生成膜：将步骤（3）制备的纤维素/无机纳米材料溶液赋形，并在凝固浴中再生成膜；

（5）后处理：再生制备的纤维素膜经过水洗、塑化、干燥调湿，得到再生纤维素/无机纳米材料复合膜。

优选的，所述步骤（1）中的无机纳米材料包括纳米黏土、纳米氧化物。