[发明专利]一种表面脂肪酰化纤维素纳米颗粒/聚乳酸复合膜的制备方法

说明书

一种表面脂肪酰化纤维素纳米颗粒/聚乳酸复合膜的制备方法，本发明属于复合材料领域。本发明要解决现有纤维素/聚乳酸复合材料对复合材料的韧性提升不大的问题。表面脂肪酰化纤维素纳米颗粒/聚乳酸复合膜由表面脂肪酰化纤维素纳米颗粒及聚乳酸组成；方法：一、表面脂肪酰化纤维素纳米颗粒的制备；二、复合膜的制备，即完成表面脂肪酰化纤维素纳米颗粒/聚乳酸复合膜的制备方法。

技术领域

本发明属于复合材料领域。

背景技术

聚乳酸是一种主要的生物可降解及环境友好型合成高分子材料。聚乳酸具有良好的生物可降解性、生物相容性以及良好的可加工性能，在包装、纺织、建筑材料、生物医药等领域具有巨大的应用潜力。然而，聚乳酸本身存在的一些缺陷，包括质硬而韧性较差、缺乏柔性和弹性、结晶速度慢及较低的热稳定性等，限制了其在材料领域的推广应用。纤维素作为全球储量最高可再生生物质资源，具有可再生、成本低、密度低、比强度高、生物相容性好、可降解等特点。纤维素高效资源化利用成为未来生物经济发展模式的重要研究领域，受到了全球的广泛关注，其中一个重要研究方向就是利用纤维素材料替代其它不可再生或不可降解材料来增强高分子材料。以纤维素为增强体对聚乳酸进行改性制备纤维素/聚乳酸复合材料可有效提高聚乳酸材料力学和热学性能，并保持材料的生物可降解性。

利用纤维素改性增强聚乳酸，首先要实现纤维素与聚乳酸均匀共混，其核心在于纤维素与聚乳酸之间界面相容性。与此同时，添加剂的尺度和形貌对聚合物复合材料的性能也有较大影响，纳米粒子具有小尺寸、大比表面积、强界面结合效应等特性，使聚乳酸纳米复合材料具有优异的性能。因此，通过合理设计合成特定形貌结构、化学组成的纤维素纳米材料，增加纤维素与聚乳酸的界面相容性，实现对聚乳酸的高效改性，对于丰富纤维素高值化利用途径，推动生物质基可降解聚乳酸高分子材料对不可降解石化基合成高分子材料的替代，具有重要的研究意义。

目前，纤维素/聚乳酸复合材料的研究主要是纤维素对聚乳酸的增强改性。纤维素对聚乳酸的增强作用机理主要有两个方面，一是纤维素作为异相成核剂提高聚乳酸的成核密度，从而提高结晶速率；二是纤维素与基体聚乳酸间的相互作用力，使应力在两者之间进行传递。要实现上述的增强作用机制的前提是提高纤维素与聚乳酸之间界面相容性，实现纤维素与聚乳酸的均匀共混。由于聚乳酸本体可反应的官能团很少，目前主要通过对表面含有大量活性基团的纤维素进行改性，降低其亲水性，从而提高纤维素和聚乳酸两者之间的界面相容性。现有大部分纤维素/聚乳酸复合材料的研究趋向于利用纳米纤维素的高强度、优良热稳定性等特点来增强复合材料的强度，但是，对复合材料的韧性提升不大。在不添加增塑剂的情况下，单纯利用纤维素基材料来增强纤维素/聚乳酸复合材料的相关研究较少。因此，在对纤维素进行增容改性用于聚乳酸复合材料的研究中，在基本保留聚乳酸原有强度的基础上，同时赋予材料较强的韧性，制备高韧性纤维素/聚乳酸纳米复合材料，具有重要的研究意义。

发明内容

本发明要解决现有纤维素/聚乳酸复合材料对复合材料的韧性提升不大的问题，而提供一种表面脂肪酰化纤维素纳米颗粒/聚乳酸复合膜及其制备方法。

一种表面脂肪酰化纤维素纳米颗粒/聚乳酸复合膜，它是由表面脂肪酰化纤维素纳米颗粒及聚乳酸组成，其中表面脂肪酰化纤维素纳米颗粒/聚乳酸复合膜中表面脂肪酰化纤维素纳米颗粒的质量百分数为0.1％～15％。

一种表面脂肪酰化纤维素纳米颗粒/聚乳酸复合膜的制备方法，它是按以下步骤完成的：

一、表面脂肪酰化纤维素纳米颗粒的制备：

①、将纤维素干燥，然后将干燥后的纤维素加入到无水吡啶中，得到混合物，将混合物加热到温度为50℃～100℃，并在温度为50℃～100℃的条件下，向混合物中滴加脂肪酰氯，反应1h～7h，得到反应体系；

所述的干燥后的纤维素中葡萄糖单元与脂肪酰氯的摩尔比为1:(1～3)；