[发明专利]一种阻燃生物质基抗菌膜的制备工艺

说明书

一种阻燃生物质基抗菌膜，由甲壳素、羧甲基壳聚糖、水溶性聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐、三羟甲基氧化膦、壳聚糖接枝聚乙二醇、八臂氨盐笼状倍半硅氧烷、氨基聚乙二醇醛基构成，其制备方式为将其他原料加入溶解后的甲壳素水溶液，在溶液中组装、交联、脱水而成，所制备得到了生物质纸具有良好的阻燃抗菌性，力学性能优异，可用于高端包装领域。

技术领域

本发明涉及一种阻燃膜材的制备方法，尤其涉及一种具有优异强度、柔性、撕裂性及优异的阻燃性，抗菌性的膜材料的制备方法。

背景技术

火灾频发令人民生命财产受到严重损失，阻燃防火已被科学界高度重视，以往的研究中板材阻燃研究较多，膜材料阻燃研究较少，而膜材料往往起到包裹作用，也是引起火灾的重要源头，实现膜材料的良好阻燃同样可起到阻止火灾的作用。在目前的膜材料中，塑料材料仍为主要原料，塑料膜材虽然拥有较优异的性能和广泛的适用性，但其来源于石油产品且无法降解，在资源危机和环境污染越发严重的今天，寻找性能优良且可再生的替代材料则成为目前材料领域研究的重中之重。生物质来源于自然，可再生，是理想的塑料替代品，但同时，生物质加工成膜也具有显著的性能缺陷，生物质分子链复杂，容易断链，结晶度不好控制导致不同的生物质各有缺陷，如淀粉膜强度低，聚乳酸膜撕裂强度低，PBAT膜硬度较大，开发具有优异力学性能，且可实现一定功能性的生物质阻燃膜是非常有意义的。

发明内容

本发明的目的是为了生物质膜材料力学性能较差且阻燃性不佳的缺陷，提供一种具有优异力学性能、阻燃性能和抗菌性的生物质基膜材。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种阻燃生物质基抗菌膜的制备工艺，其特征在于：

由以下质量份数的材料为主要原料制备构成：

甲壳素 30-45份

羧甲基壳聚糖 6-12份

水溶性聚磷酸铵 1-1.8份

三聚氰胺聚磷酸盐 0.6-1.2份

三羟甲基氧化膦 0.5-1份

壳聚糖接枝聚乙二醇 8-14份

八臂氨盐笼状倍半硅氧烷 0.8-1.4份

氨基聚乙二醇醛基 1.2-2.2份

进一步，所述膜材料的制备工艺如下：

（1）甲壳素的溶解：将精制甲壳素投入7wt%NaOH-5wt%尿素水溶液后，搅拌10-12分钟，冷冻至-20℃到-30℃之间后，保温4小时，升温至20℃解冻并搅拌，重复此冷冻-解冻过程3-5次，得到透明甲壳素水溶液I，其中甲壳素的质量分数为3-4.5%之间；

（2）预反应溶液的制备：将羧甲基壳聚糖、壳聚糖接枝聚乙二醇溶于去离子水中，20℃下搅拌均匀得到4-7%的水溶液，后在水溶液中加入八臂氨盐笼状倍半硅氧烷，搅拌均匀并静置2-4h，后加入水溶性聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐、三羟甲基氧化膦并高速搅拌均匀，得到溶液II, 将溶液II倒入溶液I中，20℃下以200-400rpm转速搅拌6-10分钟，后将溶液继续放置入-20℃到-30℃之间环境中保温4小时，后升温至20℃解冻，后加入浓度为8-12wt%的氨基聚乙二醇醛基水溶液，快速搅拌至均匀得到溶剂III，备用；溶液I和溶液II中各物质的质量满足主要原料的质量份数；

（3）材料的成型：将溶液III流延于光滑可控温模具表面，模具表面温度加温至50℃并保温1-2小时，后降温至40℃保温2-4小时，后降至35℃，干燥至膜中水分比例降于0.5%以下，得到产品。

进一步，所述阻燃生物质基抗菌膜的厚度介于0.2-0.6mm之间。

进一步，所述羧甲基壳聚糖的取代度介于0.8-1.2之间，N位取代度小于0.2。