一种超疏水纳米纤维素膜及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114989499A(43)申请公布日2022.09.02(21)申请号202210571183.7C08K3/34(2006.01)(22)申请日2022.05.24(71)申请人西北农林科技大学地址712100陕西省咸阳市杨陵示范区邰城路3号(72)发明人李晶晶白金萌孙景荣赵泾峰冯德君(74)专利代理机构西安知遇汇尔专利代理事务所(普通合伙)61286专利代理师雷兴领(51)Int.Cl.C08L1/10(2006.01)C08L39/02(2006.01)C08J7/04(2020.01)C08J7/05(2020.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种超疏水纳米纤维素膜及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种超疏水纳米纤维素膜材料及其制备方法，属于超疏水材料的技术领域。本发明利用层层自组装技术在纳米纤维素膜表面仿生构筑超疏水表面以实现“绿色”疏水化改性。将携带正电荷的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)和携带负电荷的蒙脱土逐层沉积到纳米纤维素膜的表面，交替沉积所需层数后形成具有一定粗糙度的微纳结构，再用低表面自由能物质1H，1H，2H，2H－全氟辛基三乙氧基硅烷(POTS)修饰最外层的蒙脱土粒子，构筑超疏水的纳米纤维素基多层膜。当组装层数大于4层时，薄膜的静态水接触角超过了150°，实现了纳米纤维素膜的超疏水改性。本发明可以应用于柔性电子元器件、可折叠显示屏、OLED、光电探测器及绿色包装材料等行业。CN114989499ACN114989499A权利要求书1/1页1.一种超疏水纳米纤维素膜材料，用于制作基膜，其特征在于，所述基膜是以纳米纤维素为原料，超疏水膜首先通过层层自组装技术制备，最后在膜的最外层修饰低表面自由能物质。2.一种超疏水纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：步骤S110.将纳米纤维素膜置于携带正电荷的聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液中浸渍一段时间后，用去离子水进行清洗；步骤S120.将步骤S110制备的纳米纤维素膜置于蒙脱土水悬浮液中浸渍一段时间后，用去离子水进行清洗；步骤S130.重复上述步骤S110和步骤S120完成纳米纤维素多层膜的组装，保证最外层的吸附组元为蒙脱土，将制备的纳米纤维素膜进行冷冻干燥处理；步骤S140.将冷冻干燥处理结束后的纳米纤维素膜置于盛有低表面自由能物质的密闭容器中加热处理一段时间，完成超疏水纳米纤维素膜的制备。3.根据权利要求2所述的超疏水纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于，纳米纤维素膜的原料为携带负电荷的纳米纤维素，包括磺酸纤维素，四甲基哌啶纳米纤维素、磷酸纳米纤维素、羧甲基纳米纤维素。4.根据权利要求2所述的超疏水纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于，聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液浓度为1－10mg/ml，常温操作。5.根据权利要求2所述的超疏水纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于，蒙脱土的水悬浮液浓度为0.1－1mg/ml，常温操作，在进行层层自组装之前，要将团聚的蒙脱土颗粒充分分散为均为的纳米片层结构。6.根据权利要求2所述的超疏水纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于，层层自组装的层数至少要大于4层，以得到超疏水纳米纤维素膜材料。7.根据权利要求2所述的超疏水纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于，纳米纤维素基膜每次浸渍在聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液或者蒙脱土水悬浮液中的时间为5－30min。8.根据权利要求2所述的超疏水纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于，低表面自由能物质包括：3－丙烯酰氧基、丙基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或几种的混合物。9.根据权利要求2所述的超疏水纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于，利用低表面自由能物质修饰纳米纤维素膜的时间为1－4h。2CN114989499A说明书1/6页一种超疏水纳米纤维素膜及其制备方法技术领域[0001]本发明属于超疏水材料的技术领域，具体涉及一种超疏水纳米纤维素膜及其制备方法。背景技术[0002]纳米纤维素是自然界储量极其丰富的一种多糖类材料，广泛存在于木材、竹材、棉麻及农作物秸秆等绿色生物质材料中。纳米纤维素除了具有高强度、高热稳定性、低密度等优点外，其纳米尺度效应还导致胶体溶液具有丁达尔现象。因此以纳米纤维素为原料制备的膜材料具有优异的机械强度、透光性、耐热性和阻隔性，可以广泛应用于柔性电子元器件、可折叠显示屏、光电探测器及绿色包装材料等行业。[0003]然而由于在纤维素分子的表面存在大量的羟基基团使得纳米纤维素膜呈现出典型的亲水性特征，在潮湿环境下极易与空气中的水蒸气或者液态水发生相互作用，从而降低薄膜的机械性能和阻隔性能。因此对纳米纤维素膜进行疏水化功能性改良是提升纳米纤维素膜材料应用