[发明专利]一种纳米生物质基高强度高透明度大幅面复合膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种纳米生物质基高强度高透明度大幅面复合膜的制备方法，属于生物质膜材料领域。目的是提供一种应用简便、可生物降解、制备成本低的纯生物质基的高强度高透明度大幅面复合膜的制备方法。将漂白的浆板疏解，氧化制得带负电荷的纳米纤维素；将几丁质原料去杂、脱乙酰、质子化处理制得带正电荷的纳米甲壳素；通过正负电荷的自组装交联、纤维间的力学缠绕和纤维间的氢键结合力综合作用采用铺展流延法制备高强度高透明度大幅面复合膜。该方法制备工艺简单，制备的复合膜是可生物降解的纯生物质膜，可应用于生物器件隔离、光学薄膜、可穿戴材料、电子显示等多领域。

技术领域

本发明涉及一种纳米生物质基高强度高透明度大幅面复合膜的制备方法，主要通过制备两种带相反电荷的生物质纳米纤维，通过正负电荷的自组装交联、纤维间的力学缠绕和纤维间的氢键结合力综合作用制备高强度高透明度大幅面复合膜，属于生物质功能性材料领域。

背景技术

膜材料广泛应用于分离、吸附、催化、光电、传感器、生物医药等方面。生物质膜材料因其在具备传统高分子膜特性的同时融入了自身的优异性能，如良好的生物相容性和可降解性，在制药业和化妆品等方面具有很大的应用，俨然成为研究热点。

已知多孔纤维素膜用于多种应用如微滤、超滤、反渗透、气体分离和诊断。已经尝试改进这样的膜的一种或多种性质，例如，表面或本体性质。例如，已将亲水单体接枝到膜表面。还已尝试用水溶性聚合物如羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮涂覆所述膜。然而，上述尝试具有一个或多个缺点，例如缺乏可重现性、缺乏改性的稳定性和/或孔堵塞。已尝试改性或改进这样的膜的一种或多种性质，例如，包括反应性官能团和/或带电基团。还已尝试改进一种或多种本体性质如耐化学品性、机械强度或辐射稳定性等，尽管进行了这些尝试，仍存在对改性或改进这种膜的一个或多个性质的未满足的需求，例如，提高亲水性，规模化、透明度包括反应性官能团或带电基团，提高耐化学性，提高机械强度等

的确，纤维素是自然界最富含的生物质材料，其良好的生物兼容性能使其在多领域被广泛应用。纤维素经过一系列的化学或物理过程可以得到纤维素微纤以及纳米纤维素,纳米纤维素中纤维素分子链近乎完美的排列,使纳米纤维素具有良好的机械性能,同时纤维素微纤又具有成本低、密度低、较好的生物兼容性、容易分离、可再生、封存二氧化碳、可生物降解、易化学或物理改性等优点。

本申请人在前期工作公布了专利CN106727280A，主要是主要通过制备两种带相反电荷的生物质纳米纤维，通过正负电荷中和形成物理交联作用制备水凝胶，应用于抗癌药的缓释。此外，专利CN105524956A公布了一种医用细菌纤维素凝胶，该专利以能分泌细菌纤维素的菌株活化制备成种子液；将明胶加入水中，加热搅拌制得明胶溶液；将海藻酸用氢氧化钠溶液加热溶解，配制成海藻酸钠黄色乳状溶液；将制备的种子液、明胶溶液和海藻酸钠溶液混合，搅拌均匀，将丙三醇添加至上述的混合溶液中，将共混液进行过滤、静置制得纤维素凝胶，该凝胶可以较好的应用于生物医用领域，但制备过程较为复杂。

发明内容

针对传统纤维素膜材料制备复杂，成膜过程需借助高分子胶黏剂或化学引发，此外，成膜局限于抽滤或旋转涂布等以致造成生物质膜的应用难以规模化，本发明提供一种通过在TEMPO氧化的带有负电荷的纳米纤维素中加入一定比例的半脱乙酰带有正电荷的纳米几丁质作为物理交联剂，通过正负电荷的自组装交联、纤维间的力学缠绕和纤维间的氢键结合力综合作用得到纳米纤维素纤维/纳米几丁质纤维复合膜，该方法操作简单，成本低，成胶效果显著。

本发明所采用的技术方案是：一种纳米生物质基高强度高透明度大幅面复合膜的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)在漂白的浆板中加入去离子水，对浆板进行润胀处理，对纤维素进行解离，得到解离后的纤维素分散液；