CN103387688A - 一种纤维素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种纤维素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法，包括1）原料料处理；2）化学处理；3）机械处理；4）制备纳米纤维素膜；5）用混溶法或用浸渍法制备纳米纤维素/聚乳酸复合膜材料。优点：利用化学方法脱除木质素及大部分半纤维素，在水润胀的状态下，水填充了大部分半纤维素及木质素脱除后的位置，使得纤丝间的氢键作用力降低；然后采用机械处理制得了形貌尺寸均一、网状缠结的木质纤维素纳米纤丝。经过研磨30min结合均质制备的纳米纤维素直径尺寸小且分布均匀，纳米纤丝直径在15~50nm，长径比大，达到了1200。产品可作为柔性显示器、电子纸、太阳能电池、柔性电路、玻璃基体的替代品等。

Description

一种纤维素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法

技术领域

 本发明涉及的是一种纤维素纳米纤维/环氧树脂复合膜的制备方法，属于复合材料技术领域。

背景技术

随着光电技术的快速发展，对液晶显示器等电器设备的基底物质提出了更高的要求。制备具有高透光性、高强度、低热膨胀性的柔性基底材料成为研究的焦点。塑料具有较高的柔性，但是其热膨胀系数较高。玻璃具有较高的耐热性，但是柔性较差。纤维素纳米纤维，是由纤维素晶胞所组成的纤维状聚集体，包括纤维素基本原纤和微原纤，直径在2~50nm之间。纤维素纳米纤维力学性能优异，理论上其杨氏模量可达15GPa，而且来源广泛，对木粉、棉花、木头、麻、细菌纤维素、被囊动物、秸秆、树皮、椰壳、废纸浆等进行酸解、碱解、酶解或机械处理，均可得到纤维素纳米纤维，新制备的纤维素纳米纤维可以在水中均匀分散。

 以纤维素纳米纤维为原料，以水为分散剂，通过简单的溶剂挥发，可得到高力学强度的纤维素纳米纤维素膜，拉伸强度214MPa，杨氏模量14.7GPa，断裂伸长率10%，断裂能为15MJ/m³，纳米纤维的分离制备过程和纳米纤维棉的孔隙率会影响纳米纤维素膜的最终力学性能。可作为可卷绕的柔性电子器件来使用，如柔性显示器、电子纸、太阳能电池、柔性电路、玻璃基体的替代品等。

在众多可生物降解聚合物中，聚乳酸的生物降解性能好、机械强度适中，加工性能好，加工设备可采用传统塑料如聚乙烯的加工设备，应用广泛，最重要的是它的循环性—源于自然，归于自然，真正的实现了碳循环，这样使得聚乳酸在不久的将来在许多领域取代传统的非降解塑料成为可能。但是PLA的脆性大、强度不大 、阻隔性能差、降解速度快、热稳定性较差，易发生化学水解及酶水解，这些性能使PLA的应用受到了很大的限制。因此，对聚乳酸增强改性是目前PLA 的研究热点。纳米纤维素因为其大的长径比、高的杨氏模量、可完全降解而被选为聚乳酸最佳的增强材料。纳米纤维素/聚乳酸复合材料是一种可降解、环境友好的材料。

纤维素是自然界中最丰富的具有生物降解性的高分子材料。纤维素的来源主要是植物，棉花几乎是纯的纤维素，而木材等则是由纤维素、木质素、半纤维素、果胶等其它碳水化合物的混合体。除了植物以外，动物、特定的细菌、海藻、真菌等也能生成纤维素。纤维素具有原料可再生、低成本、低密度、高比强度、高比强模量、生物相容性好、可降解、可循环利用等特点。

    纳米纤维素是指原材料如木粉、棉花、秸秆等经过化学或者机械处理得到具有纳米尺度的纤维素，纳米纤维素的直径在1~100nm之间。天然纤维素纤维中可以分离得到2种纳米纤维素: 棒状的纤维素晶须和纤维素纳米纤丝。纤维素晶须即基元原纤丝中的结晶区经分离后得到的纳米级晶体, 这种晶体长度为10nm~1μm，而横截面尺寸只有5~20nm，长径比约为1~100。它有较高的比表面积和结晶度，使其能够在聚合物中形成充足的胶接面积，发挥出较大的增强作用。但是纤维素晶须的长径比并不高，从而使其对聚合物的增韧效果受到抑制。纤维素纳米纤丝被认为是植物纤维中最小的结构单元,它由成束的高强度和高杨氏弹性模量的纤维素分子链通过氢键组成。一个微纤丝由多个基元原纤丝聚集而成。其中分布着结晶的纤维素晶体和无定型的纤维素高分子。纤维素纳米纤丝的长径比非常大，可以达到1000以上，纤维素纳米纤丝可以在复合材料内形成网状结构，增强聚合物的强度，它比纤维素晶须对聚合物的增韧效果更好。与普通的非纳米纤维素相比，纳米纤维素具有高纯度、高结晶度、高杨氏模量、高强度等特性，加之纳米纤维素又具有生物材料的轻质、可降解、生物相容及可再生等特性，使其在高性能复合材料中显示出巨大的应用前景，尤其是作为复合材料的增强相，它显现出了卓越的特性。纳米纤维素的表面含有大量的羟基，使得其表面易于化学改性从而赋予表面不同的特性。通过表面改性能够提高其在疏水性基质材料中的分散性，扩大了纳米纤维素的应用范围。

纳米纤维素的制备方法：从生物质材料中制备高长径比的纤维素纳米纤丝,已成为近年来纳米纤维素科学领域内一个新的研究热点。生物质纤维素纳米纤丝的制备原料主要为生物质纤维浆，其中以木质浆料最为普遍，也有部分研究以竹材、麦秸、香蕉叶轴、柠檬和玉米、甜菜浆、梨果仙人掌果皮、大豆壳等生物质资源作为纤维素纳米纤丝的制备原料。目前纳米纤维素的制备主要有以下几种方法：化学法结合机械法、机械法和静电纺丝法。

Berglund（Reinforced Plastics Composites，2005，24(12): 1259—1268）等采用内切葡聚糖酶处理木质纤维素纤维，利用内切葡聚糖酶选择性的水解掉生物质纤维中的半纤维素、木质素等低分子物质，并在一定程度上水解掉纤维素的无定形区，在此基础上利用机械高压匀质处理纤维素纤维，也得到了分散均匀的纤维素纳米纤丝水悬浊液，所得纳米纤丝具有十分精细的尺度及缠结紧密的网络结构，但是由于生物酶的培养及应用条件相对苛刻，使得这一方法对反应环境的要求相对较高，并具有较高的原料成本。

传统合成高分子材料的大量使用，在促使经济发展和社会进步的同时也引起了能源和环境危机的加剧，因而生物降解材料的开发利用得到了全球的广泛关注。PLA 来源于淀粉等可再生资源，具有良好的生物降解性、生物相容性，因此成为研究热点，在未来有望取代传统的高分子材料。然而，生物可降解聚乳酸的玻璃化转变温度高于室温，在此温度以下，聚乳酸表现为类似玻璃的脆性,质硬而韧性较差,缺乏柔性和弹性。另外，聚乳酸的化学结构缺乏反应性的官能基团,不具有亲水性，导致聚乳酸降解速度缓慢，因此需要对聚乳酸进行改性,提高其性能及应用范围。

纤维素主要由植物通过光合作用合成,是自然界取之不尽、用之不竭的可再生资源。纤维素的化学结构是由D-吡喃葡萄糖环彼此以β-1,4-糖苷键以C1 椅式构象联结而成的线形高分子。纤维素里分布着纳米级的结晶区和无定形区的纤维素,这些结晶区和无定形区的纤维素依靠其分子内和分子外的氢键以及弱作用力的范德华力维持着自组装的大分子结构和原纤的形态。在一定条件下,可以形成棒状的纳米纤维素,与粉体纤维素以及微晶纤维素相比有许多优良性能,如高纯度、高聚合度、高结晶度、高亲水性、高弹性模量、高强度、超精细结构和高透明性等,因此可以用作填充材料,提高材料的综合性能。利用纳米纤维素增强聚乳酸，有望改善其性能，制备完全可生物降解的复合材料。

 表征：

（1）傅立叶红外光谱仪分析：利用Thermo SCIENTIFIC公司的Nicole iS10傅立叶红外光谱仪，分析纯PLA、混溶法制备的CNFs/PLA复合材料、浸渍法制备的CNFs/PLA复合材料。红外光谱的范围是4000-500cm^-1，选择Smart ATR模式进行试验。

（2）机械性能分析：利用SANS 万能力学试验机测量不同方法制备的CNFs/PLA 复合材料和纯PLA 的机械强度。采用100N的传感器，测试的速度为1mm/min。沿着样品的长度方向取五个点，测试样品的厚度和宽度，取其平均值为样品的厚度和宽度。样品的拉伸断面用于电镜观察。

（3）扫描电镜分析：利用Hitachi S-4860 场发射扫描电镜（FE-SEM）观察纯PLA、混溶法制备的CNFs/PLA复合材料、浸渍法制备的CNFs/PLA复合材料的拉伸断面。在观察之前，利用SCD-005 喷金仪对样品喷金40s。喷金电流为10mA。完成喷金后，置于扫描电镜中观察样品，加速电压为3.0kv。

（4）热机械分析仪（TMA）：利用TMA 402 F1热机械分析仪 (NETZSCH Inc.，德国)测试样品的热膨胀系数（CTE）。温度范围为20℃-140℃。升温速度为5℃/min，拉力设为0.2N。

（5）紫外分光光度计分析：取厚度为 50±5μm，大小为5.0cm×5.0cm的样品，放到 U-4100型紫外可见分光光度计的光路中测其透过率，紫外可见光的波长为200~1000nm，间隔20nm 测1次。

发明内容

 本发明提出的是一种纤维素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法，其目的旨在以木质纤维为主要原料，采用化学处理方法结合机械处理方法，制备纳米纤维素；然后采用混溶法和浸渍法制备的纳米纤维素/聚乳酸复合膜材料。 

本发明的技术解决方案：一种纤维素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法，其特征是该方法包括如下步骤：

1）原料料处理；

2）化学处理；

3）机械处理：

4）制备纳米纤维素膜：

5）用混溶法制备纳米纤维素/聚乳酸复合膜材料：或用浸渍法制备纳米纤维素/聚乳酸复合膜材料。

 关于机械处理方法的说明：

    （1）机械方法制备是对纤维素进行高压的机械处理，使得纤维发生切断和细纤维化作用，从而分离出具有纳米尺寸范围的微晶纤维素。通过机械法制备纳米纤维，无需化学试剂，对环境的影响较小；

    （2）本发明用一个石臼研磨机，在间隙为0.01mm下循环匀质研磨30~60min，即可制备出了具有微、纳米尺寸的纤维素；

    （3）研磨的基础上，然后将纤维经过高压的匀质化处理，并将纤维经过超声分散和离心分级，可制备出直径为5～15nm，长度约为1μm的纳米纤维素；

    （4）将经研磨后微纤维分离成具有纳米尺寸的纤维素。是将经过碱润胀和稀盐酸水解预处理的浆料在高压下进行匀质化处理，制备出纳米纤维素，长度约为几千纳米，横截面直径为10～80nm纳米纤维素。

本发明的优点：

  1）本发明采用化学预处理结合高强度机械处理的方法，首先利用化学方法脱除木质纤维中的半纤维素及木质素，在水润胀的状态下，水填充了大部分半纤维素及木质素脱除后的位置，使得纤丝间的氢键作用力降低，在此基础上利用高强度精磨机处理纤维素纤维，即可得到直径均匀分布在15nm左右的纳米纤丝，这种方法得到的纤丝直径分布非常均匀，纤丝间相互交织成网状缠结结构，并具有较高的结晶度。由于在保留纤维素的同时，去除了半纤维素和木质素，且在整个处理过程中要始终保持材料处在水润胀的状态下，之后利用高强度超声波处理脱除木质素及半纤维素后的水润胀状态下的纤维素，这种方法可以得到长径比很大的纳米纤维素。

2）利用化学方法脱除木质原料中的木质素及大部分半纤维素，然后机械处理制得了形貌尺寸均一、网状缠结的木质纤维素纳米纤丝。木质纤维素经过研磨30min结合均质制备的纳米纤维素直径尺寸最小且分布均匀，长径比最大，达到了1200。

3）在制备出具有高长细的纳米纤维后，通过过滤、加热干燥、加压、抛光等步骤，制备了柔性、透明的纤维素纳米纤维素膜，拉伸强度为134.6MPa，杨氏模量为6.6GPa，透光率为71.6%（600nm），热膨胀系数也很低（CTE<13.2×10^－6/K）,与玻璃相当。

4）纳米纤维素因为高的长径比，加上纳米纤维素之间具有很强的氢键作用，所以相互缠结在一起，形成致密的纤维素膜。由于纤丝的直径在纳米尺度，低于可见光光波的十分之一，使得制备的纳米纤丝膜具有较高的透光性，这使得纤维素纳米纤丝在增强聚合物纳米复合材料、柔性电器透光膜等领域具有较优的应用潜力。

附图说明

图1-1是1000倍超声60min结合均质制备的纳米纤维素膜的断面图。

图1-2是3000倍超声60min结合均质制备的纳米纤维素膜的断面图。

具体实施方式

实施例1

制备纤维素纳米纤维/聚乳酸复合膜，包括如下步骤：

步骤1）原料料处理；利用苯醇抽提去除木质纤维原料中含有的杂质，它们包括萜烯类化合物、脂肪、蜡、糖、鞣质、多酚类物质、色素、水溶性聚糖、盐类物质。

利用苯醇抽提去除木质纤维原料中含有杂质的具体法是，苯醇抽提在电子天平上称取10g的木粉，置于索氏抽提器中，量取100ml的甲苯和50ml的乙醇混合，利用甲苯与乙醇的体积比为2:1的溶液对木粉进行6个小时的抽提。去除其中的杂质，抽提完后，利用乙醇进行清洗，过滤后置于室温下干燥，待完全干燥后取用。

步骤2）化学处理：将干燥好的木粉置于400ml的蒸馏水中，称取3.7g 的亚氯酸钠放入溶液中，再量取3ml的冰醋酸放入溶液中，之后将溶液置于水浴锅中在75℃下处理1个小时，此过程中要不断的搅拌且烧杯要密封，之后这个过程重复6次，每次分别加入3.7g亚氯酸钠和3ml的冰醋酸，处理完后，用蒸馏水洗涤，使得溶液的pH值呈中性，配置浓度为6%的氢氧化钾溶液，将木粉置于氢氧化钾溶液中，置于水浴锅中在90℃下处理2个小时，去除半纤维素，为了完全去除木质素，还需要对木粉进行亚氯酸钠再处理三次，为了完全去除半纤维素，还须进行氢氧化钾再处理，但氢氧化钾的浓度由原先的6%变为3%，之后用1%的盐酸在80℃下处理2个小时，即得到纯化的纤维素纤维；

步骤3）机械处理：将得到的纤维素纤维配成溶液，通过四种不同的方法制得纳米纤维素：它们是

（1）纤维素纤维经过研磨机预处理30min,得到纤维素微米纤维素，之后利用细胞粉碎机超声处理60min，得到纳米纤维素；

（2）纤维素纤维经过研磨机预处理30min,之后将得到的微米纤维素在高压均质机中均质8 次，得到纳米纤维素；

（3）纤维素纤维在研磨机中研磨60min得到纳米纤维素；

（4）纤维素纤维在细胞粉碎机中预处理60min，之后在高压均质机中均质8次，得到纳米纤维素。

步骤4）制备纳米纤维素膜：将纳米纤维素悬浮液常温下搅拌1个小时，取400ml 1%的纳米纤维素悬浮液倒入布氏漏洞中，开启真空泵，开始抽滤，待蒸馏水完全抽干后，将纳米纤维素膜取下，置于两块玻璃板中，放于真空干燥箱中干燥24小时。完全干燥后取出，既得纳米纤维素膜。 

步骤5）用混溶法制备纳米纤维素/聚乳酸复合膜材料：将聚乳酸和纳米纤维素在真空干燥箱中干燥24小时以上，称取4.95g的聚乳酸和50ml二氯甲烷倒入烧杯中，将烧杯放于磁力加热搅拌器中，在常温下搅拌，直到聚乳酸颗粒完全溶解2个小时，将0.05g冷冻干燥的纳米纤维素放入溶剂二氯甲烷中超声10min，超声完成后将分散的纳米纤维素倒入聚乳酸溶液中，在常温下搅拌12个小时，待纳米纤维素完全分散在聚乳酸中后，将混合溶液流延在铁盘中，铁盘在常温下干燥12个小时，再在60℃的真空干燥箱中干燥24小时，揭下膜，得到纳米纤维素/聚乳酸复合膜，纳米纤维素含量是1%；或用浸渍法制备纳米纤维素/聚乳酸复合膜材料：将聚乳酸在45℃的真空干燥箱中干燥24小时以上，称取5g的聚乳酸和50ml的二氯甲烷倒入烧杯中，将烧杯放于磁力加热搅拌器中，在常温下搅拌，直到聚乳酸颗粒完全溶解，约2个小时。将所制备的纳米纤维素膜浸渍在聚乳酸溶液8个小时，取出在常温下干燥12个小时，在60℃的真空干燥箱中干燥24小时，得到纳米纤维素/聚乳酸复合膜，纳米纤维素的含量是58%。

实施例2：脱脂棉制备纳米纤维素的过程：

将5g 的脱脂棉，500ml的蒸馏水，4.6g的亚氯酸钠和3.8ml的冰醋酸置于烧杯中，烧杯在75℃下的水浴锅中处理1个小时，在此过程中要不断的搅拌且烧杯要密封。此过程重复2次，去除残余的木质素。之后用5%的氢氧化钾在90℃下处理2个小时，去除残余的半纤维素。用1%的盐酸处理脱脂棉3个小时。然后利用机械处理方法处理，得到纳米纤维素。机械处理方法与木粉的机械处理方法的一样。

实施例3：复合材料的制备：

  聚乳酸在45℃的真空干燥箱中干燥24小时，称取5g 的聚乳酸和50ml的二氯甲烷倒入烧杯中，将烧杯放于磁力加热搅拌器中室温下搅拌，直到聚乳酸颗粒完全溶解，约2个小时。将四个相同的纳米纤维素膜浸渍在聚乳酸溶液，分别在浸渍2h、4h、6h 和8h后取出样品，取出样品在常温下干燥12个小时，在60℃的真空干燥箱中干燥24小时，得到纳米纤维素/聚乳酸膜。

实施例4：机械处理方法制备的纳米纤维素膜透明度比较：

  透光率是指透过透明或半透明体的光通量与其入射光通量的百分率。

原料木粉，比较不同机械处理方法制备纳米纤维素膜的透明度：（1）研磨60min；（2）研磨30min 结合超声60min；（3）超声60min 结合均质8 次；（4）研磨30min 结合均质8次。

（1）由研磨30min 结合均质制备的纳米纤维素膜透明度最高；（2）依次是超声60min结合均质的纳米纤维膜；研磨60min和研磨30min结合超声60min 制备的纳米纤维素膜的透明度相对低一点。

实施例5：机械处理方法制备的纳米纤维素膜长径比的比较：

    原料木粉，比较不同机械处理方法制备纳米纤维素膜的透明度：A、研磨60min；B、研磨30min结合超声60min；C、超声60min 结合均质8次；D、研磨30min结合均质8次。

研磨30min结合均质的纳米纤维素的长径比最大，尺寸分布比较均匀，基本都在50nm左右，所以透明度最高；

研磨60min和研磨30min结合超声60min制备的纳米纤维素的直径较大，而且长径比不是很大，透明度不是很高。

实施例6：机械处理方法制备的纳米纤维素膜抗拉性能的比较：

    原料木粉，比较不同机械处理方法制备纳米纤维素膜的透明度：A、研磨60min；B、研磨30min结合超声60min；C、超声60min结合均质8次；D、研磨30min结合均质8次。

研磨30min 的纳米纤维素膜的弹性模量是3.0GPa，研磨60min制备的纳米纤维素膜的弹性模量是4.6GPa；

研磨30min的拉伸强度是40.06 MPa，研磨60min的拉伸强度是89.91MPa；研磨30min结合超声60min的弹性模量是4.4GPa，拉伸强度是79.5MPa；研磨60min的纳米纤维素膜的弹性模量是4.6GPa，拉伸强度是89.91MPa；超声60min 结合均质的纳米纤维素膜的弹性模量是5.4GPa，拉伸强度是

110.52MPa；

研磨30min结合均质的纳米纤维素膜的弹性模量是6.6GPa，拉伸强度是134.57MPa；

研磨30min结合均质制备的纳米纤维素膜的弹性模量是5.4GPa，拉伸强度是71.04MPa。

实施例7

  超声60min结合均质制备的纳米纤维素的直径尺寸较小，大约在80nm左右，长径比较大，比表面积比较大，所以在横向，纳米纤维素缠结在一起比较紧密，在纵向，由于纳米纤维素的长径比较大，所以使得纳米纤维素膜层状结构很好的交接在一起，形成纵横交错的紧密结构，从而其机械性能较好。

研磨30min结合均质制备的纳米纤维素的直径大概在500nm左右，较大，长径比不是很高，所以其形成的纤维素膜的层状结构厚度分布不均匀，且由于纵向的纤维长度的限制，使得层层之间没有很好的连接在一起。虽然和木粉纤维素是经过同样的处理，但是两者的微观形貌有很大的差别，其形成的纳米纤维素膜也有很大的区别，这是导致两者机械性能差异很大的主要的原因。

实施例8：纳米纤维素膜的热性能分析：

  不论是显示器、太阳能电池等这些未来的电子设备，还是适合卷轴式生产过程的材料，其最基本的性质就是柔性。卷轴式生产使连续沉积处理功能材料如金属布线、透明导电薄膜和气体屏障薄膜置于卷轴的光学透明柔性塑料上,利用一个简单廉价的加工制造得到柔性电子设备。然而，大部分塑料热膨胀系数(CTE)很大 , 尤其是一些柔性塑料，它们的CTE一般都超过200ppm/K。功能材料在塑料基片沉积时，由于热膨胀系数过大，生产过程中的温度会使其损坏。纳米纤维素膜的热膨胀系数较低，而且由于纳米纤维素的直径尺寸低于可见光的波长范围，其光学透明好，因此，纳米纤维素膜可作为可卷绕的柔性电子器件来使用，如柔性显示器、电子纸、太阳能电池、柔性电路、玻璃基体的替代品等。

不同机械处理方法对纳米纤维素膜热膨胀系数（CTE）的影响，比较木粉与脱脂棉制备的纳米纤维素膜的CTE。纤维素的CTE 与其结晶程度密切相关，纤维素分子间的氢键作用限制分子的运动和热膨胀，结晶程度低的纤维素，其纤维素分子链间的氢键个数少，那么氢键作用减弱，其纤维素中的分子运动剧烈，热膨胀增大，故CTE 增大。

不同机械处理时间对纳米纤维素膜的热性能分析：

研磨30min明显的比研磨60min的CTE高，研磨30min制备的纳米纤维素膜的CTE是23.1ppm/K；

研磨60min制备的纳米纤维素膜的CTE为17.3ppm/K；

研磨30min结合超声60min 制备的CTE是17.9ppm/K；

研磨60min的CTE是17.3ppm/K；

超声60min结合均质制备的纳米纤维素膜的CTE的值是16.7ppm/K；

研磨30min结合均质制备的纳米纤维素膜的CTE值是13.2ppm/K。

 CTE最大的是研磨30min结合超声60min制备的纳米纤维素膜，是18.6ppm/K；

其次是研磨60min制备的纳米纤维素膜，其CTE是17.6ppm/K；

CTE最小的是研磨30min 结合均质制备的纳米纤维素膜，是17ppm/K。

实施例9：复合材料的制备：

    聚乳酸在45℃的真空干燥箱中干燥24小时，称取5g的聚乳酸和50ml的二氯甲烷倒入烧杯中，将烧杯放于磁力加热搅拌器中室温下搅拌，直到聚乳酸颗粒完全溶解，约2个小时。将四个相同的纳米纤维素膜浸渍在聚乳酸溶液，分别在浸渍2h、4h、6h 和8h后取出样品，取出样品在常温下干燥12个小时，在60℃的真空干燥箱中干燥24小时，得到纳米纤维素/聚乳酸膜。

本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明内容，不应理解为是对本发明保护范围的限制，只要是根据本发明技术方案所作的改进，均落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种纤维素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法，其特征是该方法包括如下步骤：

1）原料预处理，利用苯醇抽提的方法去除原料中的杂质和萜烯类化合物；

2）化学处理，去除原料中的木质素和半纤维素；

3）机械处理，制备纤维素纳米纤维悬浮液；

4）制备纳米纤维素膜，利用真空抽滤法制备纳米纤维素膜；

5）用混溶法制备纳米纤维素/聚乳酸复合膜材料：或用浸渍法制备纳米纤维素/聚乳酸复合膜材料。

2.根据权利要求1所述的一种纤维素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法，其特征是所述的步骤1）原料处理；利用苯醇抽提去除木质纤维原料中含有的杂质，它们包括萜烯类化合物、脂肪、蜡、糖、鞣质、多酚类物质、色素、水溶性聚糖、盐类物质。

3.根据权利要求2所述的一种纤维素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法，其特征是所述的利用苯醇抽提去除木质纤维原料中含有杂质具体法是，苯醇抽提在电子天平上称取10g的木粉，置于索氏抽提器中，量取100ml的甲苯和50ml的乙醇混合，利用甲苯与乙醇的体积比为2:1的溶液对木粉进行6个小时的抽提；去除其中的杂质，抽提完后，利用乙醇进行清洗，过滤后置于室温下干燥，待完全干燥后取用。

4.根据权利要求1所述的一种纤维素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法，其特征是所述的步骤2）化学处理：将干燥好的木粉置于400ml的蒸馏水中，称取3.7g 的亚氯酸钠放入溶液中，再量取3ml的冰醋酸放入溶液中，之后将溶液置于水浴锅中在75℃下处理1个小时，此过程中要不断的搅拌且烧杯要密封，之后这个过程重复6次，每次分别加入3.7g亚氯酸钠和3ml的冰醋酸，处理完后，用蒸馏水洗涤，使得溶液的pH值呈中性，配置浓度为6%的氢氧化钾溶液，将木粉置于氢氧化钾溶液中，置于水浴锅中在90℃下处理2个小时，去除半纤维素，为了完全去除木质素，还需要对木粉进行亚氯酸钠再处理三次，为了完全去除半纤维素，还须进行氢氧化钾再处理，但氢氧化钾的浓度由原先的6%变为3%，之后用1%的盐酸在80℃下处理2个小时，即得到纯化的纤维素纤维。

5.根据权利要求1所述的一种纤维素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法，其特征是所述的步骤3）机械处理：将得到的纤维素纤维配成溶液，通过四种不同的方法制得纳米纤维素：它们是（1）纤维素纤维经过研磨机预处理30min,得到纤维素微米纤维素，之后利用细胞粉碎机超声处理60min，得到纳米纤维素；（2）纤维素纤维经过研磨机预处理30min,之后将得到的微米纤维素在高压均质机中均质8 次，得到纳米纤维素；（3）纤维素纤维在研磨机中研磨60min得到纳米纤维素；（4）纤维素纤维在细胞粉碎机中预处理60min，之后在高压均质机中均质8次，得到纳米纤维素。

6. 根据权利要求1所述的一种纤维素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法，其特征是所述的步骤4）制备纳米纤维素膜：将权利要求1中所述的3）机械处理和权利要求5所述的机械处理方法制得的纳米纤维素悬浮液，在常温下搅拌1个小时，取400ml 1%的纳米纤维素悬浮液倒入布氏漏洞中，开启真空泵，开始抽滤，待蒸馏水完全抽干后，将纳米纤维素膜取下，置于两块玻璃板中，放于真空干燥箱中干燥24小时，完全干燥后取出，既得纳米纤维素膜。

7.根据权利要求1所述的一种纤维素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法，其特征是所述的步骤5）用混溶法制备纳米纤维素/聚乳酸复合膜材料：将聚乳酸和纳米纤维素在真空干燥箱中干燥24小时以上，称取4.95g的聚乳酸和50ml二氯甲烷倒入烧杯中，将烧杯放于磁力加热搅拌器中，在常温下搅拌，直到聚乳酸颗粒完全溶解2个小时，将0.05g冷冻干燥的纳米纤维素放入溶剂二氯甲烷中超声10min，超声完成后将分散的纳米纤维素倒入聚乳酸溶液中，在常温下搅拌12个小时，待纳米纤维素完全分散在聚乳酸中后，将混合溶液流延在铁盘中，铁盘在常温下干燥12个小时，再在60℃的真空干燥箱中干燥24小时，揭下膜，得到纳米纤维素/聚乳酸复合膜，纳米纤维素含量是1%；或用浸渍法制备纳米纤维素/聚乳酸复合膜材料：将聚乳酸在45℃的真空干燥箱中干燥24小时以上，称取5g的聚乳酸和50ml的二氯甲烷倒入烧杯中，将烧杯放于磁力加热搅拌器中，在常温下搅拌，直到聚乳酸颗粒完全溶解，约2个小时，将所制备的纳米纤维素膜浸渍在聚乳酸溶液8个小时，取出在常温下干燥12个小时，在60℃的真空干燥箱中干燥24小时，得到纳米纤维素/聚乳酸复合膜，纳米纤维素的含量是58%。

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