本發(fā)明涉及環(huán)境友好型纖維素基復(fù)合膜及其制備方法，屬于生物功能材料領(lǐng)域，基于環(huán)境友好、易于放大的工藝技術(shù)生產(chǎn)出無(wú)毒、可完全生物降解且力學(xué)性能、阻隔性能優(yōu)良的復(fù)合膜。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，資源與環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注，開(kāi)發(fā)利用可再生資源以替代傳統(tǒng)化石資源成為必然的趨勢(shì)。纖維素是地球上最古老、最豐富的天然生物高分子，它主要存在于高等植物的細(xì)胞壁中，取之不盡、用之不竭。微晶纖維素是天然纖維素經(jīng)稀酸水解至極限聚合度的極細(xì)微的短棒狀或粉末狀多孔狀顆粒，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化妝品以及輕化工行業(yè)。

納米微晶纖維素，一種新型綠色納米材料，是將天然纖維素中的非結(jié)晶區(qū)去除，而得到的一種纖維素結(jié)晶體，具有納米尺寸效應(yīng)、高強(qiáng)度、高力學(xué)性能和生物相容性等優(yōu)良特性。將其加入到復(fù)合材料中，可明顯增強(qiáng)材料的力學(xué)性能、阻隔性能、剛度以及韌性，因而在高性能復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)中表現(xiàn)出極大的應(yīng)用潛力。

因此，面向可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，以微晶纖維素為基材，制備纖維素基復(fù)合膜，同時(shí)，利用納米微晶纖維素優(yōu)良的物化特性，進(jìn)一步提升纖維素基復(fù)合膜的綜合性能，對(duì)食品級(jí)包裝材料的革新發(fā)展具有重要理論意義和實(shí)踐價(jià)值。

本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

步驟(1)：稱取一定質(zhì)量微晶纖維素粉末，加入到蒸餾水中，在45℃下高速(2500轉(zhuǎn)/min)剪切15min，再超聲30min，調(diào)節(jié)體系pH值為6.0，形成固含量為2％的分散液。

步驟(2)：量取一定質(zhì)量羧甲基纖維素濃縮液，用蒸餾水稀釋，常溫下電動(dòng)攪拌(750轉(zhuǎn)/min)10min，再超聲10min，調(diào)節(jié)體系pH值為6.0，形成固含量為1％的分散液。

步驟(3)：稱取一定質(zhì)量山梨醇粉末，在常溫下高速(3000轉(zhuǎn)/min)剪切20min，再超聲20min，調(diào)節(jié)體系pH值為6.0，形成固含量為1％的分散液。

步驟(4)：量取一定質(zhì)量納米微晶纖維素懸浮液，用蒸餾水稀釋，常溫下高速(4000轉(zhuǎn)/min)剪切30min，再超聲60min，調(diào)節(jié)體系pH值為6.0，形成固含量為0.5％的分散液。

步驟(5)：依次將步驟(1)、步驟(2)、步驟(3)、步驟(4)的分散液進(jìn)行混合，完成任一混合步驟后，持續(xù)剪切(2000轉(zhuǎn)/min)分散10min。并且，補(bǔ)加蒸餾水，調(diào)控混合分散液的固含量至1％。最后，取混合分散液置于聚四氟乙烯模具中，50℃下干燥成膜，得到環(huán)境友好型纖維素基復(fù)合膜。

上述方法中，步驟(1)的微晶纖維素來(lái)自于棉短絨的硫酸水解產(chǎn)品，呈棒狀結(jié)構(gòu)，粒徑約50um。

上述方法中，步驟(2)的羧甲基纖維素濃縮液濃度為5％。

上述方法中，步驟(4)中所述的納米微晶纖維素為步驟(1)中提及的微晶纖維素粉末硫酸水解而來(lái)，直徑55nm、長(zhǎng)度120nm。納米微晶纖維素懸浮液濃度為2.5％

上述方法中，步驟(5)中的步驟(1)、步驟(2)、步驟(3)、步驟(4)的分散液加入比例(以固形物質(zhì)量為準(zhǔn))為100：10：5：1～2。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明面向可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，以環(huán)境友好型、可生物降解的的生物質(zhì)基材料為原料，清潔高效地制備高性能纖維素基復(fù)合膜。本發(fā)明中的微晶纖維素、羧甲基纖維素、山梨醇及納米微晶纖維素的水相分散及共混是物理過(guò)程，環(huán)境友好，符合當(dāng)今社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要求。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表達(dá)的范圍。除非另有說(shuō)明。

實(shí)施例1：

首先，稱取5g微晶纖維素粉末加入到蒸餾水中，在45℃下高速(2500轉(zhuǎn)/min)剪切15min，再超聲30min，調(diào)節(jié)體系pH值為6.0，形成固含量為2％的分散液。然后，稱取10g濃度為5％的羧甲基纖維素濃縮液，用蒸餾水稀釋，常溫下電動(dòng)攪拌(750轉(zhuǎn)/min)10min，再超聲10min，調(diào)節(jié)體系pH值為6.0，形成固含量為1％的分散液。接著，稱取0.25g山梨醇粉末，在常溫下高速(3000轉(zhuǎn)/min)剪切20min，再超聲20min，調(diào)節(jié)體系pH值為6.0，形成固含量為1％的分散液。隨后，稱取20g濃度為2.5％的納米微晶纖維素懸浮液，用蒸餾水稀釋，常溫下高速(4000轉(zhuǎn)/min)剪切30min，再超聲60min，調(diào)節(jié)體系pH值為6.0，形成固含量為0.5％的分散液。接下來(lái)，依次將步驟(1)、步驟(2)、步驟(3)、步驟(4)的分散液進(jìn)行混合，完成任一混合步驟后，持續(xù)剪切(2000轉(zhuǎn)/min)分散10min。并且，補(bǔ)加蒸餾水，調(diào)控混合分散液的固含量至1％。最后，取混合分散液置于聚四氟乙烯模具中，50℃下干燥成膜，得到環(huán)境友好型纖維素基復(fù)合膜。

實(shí)施例2：

首先，稱取5g微晶纖維素粉末加入到蒸餾水中，在45℃下高速(2500轉(zhuǎn)/min)剪切15min，再超聲30min，調(diào)節(jié)體系pH值為6.0，形成固含量為2％的分散液。然后，稱取10g濃度為5％的羧甲基纖維素濃縮液，用蒸餾水稀釋，常溫下電動(dòng)攪拌(750轉(zhuǎn)/min)10min，再超聲10min，調(diào)節(jié)體系pH值為6.0，形成固含量為1％的分散液。接著，稱取0.25g山梨醇粉末，在常溫下高速(3000轉(zhuǎn)/min)剪切20min，再超聲20min，調(diào)節(jié)體系pH值為6.0，形成固含量為1％的分散液。隨后，稱取40g濃度為2.5％的納米微晶纖維素懸浮液，用蒸餾水稀釋，常溫下高速(4000轉(zhuǎn)/min)剪切30min，再超聲60min，調(diào)節(jié)體系pH值為6.0，形成固含量為0.5％的分散液。接下來(lái)，依次將步驟(1)、步驟(2)、步驟(3)、步驟(4)的分散液進(jìn)行混合，完成任一混合步驟后，持續(xù)剪切(2000轉(zhuǎn)/min)分散10min。并且，補(bǔ)加蒸餾水，調(diào)控混合分散液的固含量至1％。最后，取混合分散液置于聚四氟乙烯模具中，50℃下干燥成膜，得到環(huán)境友好型纖維素基復(fù)合膜。