[发明专利]一种淀粉基疏水纸、其制备方法及应用

说明书

本发明涉及功能材料技术领域，尤其涉及一种淀粉基疏水纸、其制备方法及应用。所述淀粉基疏水纸的制备方法包括：A)将纸材料与N,N‑二甲基乙酰胺搅拌混合，得到纸浆；将改性淀粉、疏水二氧化硅粒子和N,N‑二甲基乙酰胺混合，得到改性淀粉溶液；B)将所述改性淀粉溶液和所述纸浆搅拌混合，得到混合浆液；C)将所述混合浆液与戊二醛溶液搅拌混合，抽滤后，得到淀粉基疏水纸。所述淀粉基疏水纸作为油水分离材料适用于油包水乳液的破乳分离，并且可以获得较高的油水分离效率。本发明以淀粉和二氧化硅为添加剂，即可降低原料成本，又可使制备的分离膜具有生物降解性，且淀粉可再生，来源广泛，便于分离膜的大规模生产和应用。

本申请要求于2021年09月22日提交中国专利局、申请号为202111108078.1、发明名称为“一种淀粉基疏水纸、其制备方法及应用”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，尤其涉及一种淀粉基疏水纸、其制备方法及应用。

背景技术

纸材料是一种以植物纤维为主要原料的绿色材料，兼具柔性材料和刚性材料的特点，在社会经济建设和人类日常生活中发挥着重要作用。由于纸材料本身具有纤维与纤维层层交织形成的微米级孔道，因此成为了很多分离材料的常用基材。但作为纸张主要成分的纤维素和半纤维素，具有大量的亲水性羟基，因此使得纸张具有超强的亲水性，极易吸水溶胀破损，也因此限制了其在油水分离领域的应用。为了克服纸张因吸水而产生的缺陷，扩大其应用领域，首先就要改变纸张固有的亲水性，赋予其稳定的疏水性；另外需要在其表面构建出分级的微纳米结构进一步放大其润湿性，使其获得稳定的油下超疏水性并应用于油包水乳液的破乳分离。

目前，常用的制备疏水纸的方法有表面施胶造纸和浆内施胶造纸。利用表面施胶方法制备疏水纸不仅对设备的要求更高，而且施胶剂分布不均匀极易导致其表面机械性能、疏水性分布也不均匀。因此，浆内施胶造纸就成为了主要的制备疏水纸的方法。浆内施胶剂主要有松香施胶剂、合成施胶剂、石蜡施胶剂。这些施胶剂从化学结构上来说都同时具有亲水集团和疏水基团，能牢固地附着在纸纤维的表面，类似于一层膜将每一根独立的纸纤维完全包裹起来。以此种方法制备出来的纸张，其疏水性、机械强度都有比较大的提升，但由于缺少分层的微纳米结构辅助，对油包水乳液的破乳分离难以实现。因此在纸材料上构建分层的微纳米结构、赋予独特的润湿性，拓展纸材料在油水分离领域的应用成为目前的研究热点。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种淀粉基疏水纸、其制备方法及应用，适用于油包水乳液的破乳分离。

本发明提供了一种淀粉基疏水纸的制备方法，包括以下步骤：

A)将纸材料与N,N-二甲基乙酰胺搅拌混合，得到纸浆；

将改性淀粉、疏水二氧化硅粒子和N,N-二甲基乙酰胺混合，得到改性淀粉溶液；

B)将所述改性淀粉溶液和所述纸浆混合，得到混合浆液；

C)将所述混合浆液与戊二醛溶液搅拌混合，抽滤后，得到淀粉基疏水纸。

优选的，步骤A)中，所述纸浆中，纸材料与N,N-二甲基乙酰胺的质量比为1：50～100。

优选的，步骤A)中，所述改性淀粉溶液中，改性淀粉、疏水二氧化硅粒子和N,N-二甲基乙酰胺的质量比为0.2～1：0.2～0.75：50。

优选的，步骤A)中，所述改性淀粉按照以下方法进行制备：

将淀粉、棕榈酰氯和全氟葵基三乙氧基硅烷在75～85℃下进行酯化反应，得到改性淀粉。

优选的，所述淀粉、棕榈酰氯和全氟葵基三乙氧基硅烷的摩尔比为1：1.5～4：0.5～1.5；

所述酯化反应后，还包括：

用去离子水沉淀，抽滤清洗，烘干。