[发明专利]一种透明纳米纤维素抗菌纸及其制备方法

说明书

本发明提供了一种透明纳米纤维素抗菌纸，包括如下组分：海藻酸钠、甘油以及纳米纤维素，本发明还公开了该透明纳米纤维素抗菌纸的制备方法，将海藻酸钠、纳米纤维素和甘油按配比加入一定量去离子水中，搅拌、超声分散后进行真空抽滤，得到透明纳米纤维素抗菌纸。本发明制备的透明纳米纤维素抗菌纸材料环保，符合可持续发展理念，机械强度较高，并且抗菌性能优良，透明性能好，具有较好的发展前景与较高的商业价值。

技术领域

本发明属于天然高分子材料技术领域，具体涉及一种透明纳米纤维素抗菌纸及其制备方法。

背景技术

纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，在植物界总体碳含量占比大于50％。而纳米纤维素由于具备强于钢三倍的杨氏模量，所以纳米纤维素常用于与其他材料复合，以增强其性能指标。

纳米纤维素纸一般是基于天然NFC(纳米纤化纤维素)或者NCC(纳米微晶纤维素)，通过与传统造纸相类似的制备工艺制得，它可以作为生物复合材料中轻质增强部分或者片状材料使用。和传统的纸张相比，干燥后的NCF或者NCC相互交织，通过纤维表面的羟基形成大量氢键，为其较高的力学强度提供了物理基础。基于这种方法制备的纳米纸显示出了独特的性质以及显著的物理特性，如透明、低密度、高力学强度、独特的结构、高比表面积以及有助于化学改性和功能化的反应界面等等，有望应用于医疗、电子以及包装等领域。

然而，纯纤维素膜存在诸多不足之处，比如抗水性能差、力学强度不高等。海藻酸钠是从褐藻或细菌中提取出的一种天然多糖物质，具有较强的抑菌性。海藻酸钠分子中含有大量的(—COONa)和(—OH)类活性基团，而活性基团会与细菌细胞膜上的类脂、蛋白质复合物发生反应，使蛋白质变性，进而改变细胞膜的通透性，破坏细胞壁的完整性，干扰细菌正常的新陈代谢，最终导致细菌死亡。因此可以在纳米纤维素纸中加入海藻酸钠以提高纤维素纸的机械性能和其抗菌性能，拓展纳米纤维素在医疗、包装等方面的应用价值。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种透明纳米纤维素抗菌纸及其制备方法，以解决目前市面上大部分抗菌纸机械性能、抗菌性能比较一般的问题，同时提高纳米纤维素纸的强度与耐折度。

为了解决上述的问题，本发明提供了一种透明纳米纤维素抗菌纸，以质量配比计，包含以下组分：

海藻酸钠：0.5～40％；

甘油：0～10％；

纳米纤维素：50～99.5％。

一种制备上述透明纳米纤维素抗菌纸的方法，包含以下步骤：

(1)预处理：

将纳米纤维素进行粉碎，粉碎后进行真空干燥，取出备用。

(2)混合搅拌：

按照配比在容器中分别加入纳米纤维素、海藻酸钠与甘油，并加入去离子水，充分搅拌后得到纳米纤维素悬浮液，然后将悬浮液进行超声分散2h。

(3)抽滤分离

将超声分散后的液体进行真空抽滤，直至凝胶水分完全蒸发，收集滤饼，将其与滤膜分离，即得到透明纳米纤维素抗菌纸。

作为优选的方案，所述步骤(1)中，纳米纤维素的粉碎时间为1.5min，放入60℃真空干燥箱干燥12h。

作为优选的方案，所述步骤(2)中，充分搅拌的时间为45min。

作为优选的方案，所述步骤(3)中，滤膜为聚四氟乙烯滤膜，滤膜的孔径为0.1um。

作为优选的方案，所述步骤(3)中，抽滤的时间为16小时。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：