CN105175558A - 一种复合膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合膜的制备方法，其包含以下步骤：通过高压机械匀浆法破碎细菌纤维素(BC)膜，制得细菌纤维素浆液。而后应用2，2，6，6-四甲基-1-哌啶酮(TEMPO)/NaBr/NaClO共氧化体系将细菌纤维素C6位伯醇羟基进行选择性氧化成羧基。氧化后的细菌纤维素C6上含有羧基，而氧化石墨稀(GO)单层碳表面含有羧基。聚醚胺(PEAD2000)两端含有端基胺，因此采用1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酰胺化交联反应试剂，以聚醚胺D2000为交联剂通过共价键——酰胺键将细菌纤维素和氧化石墨稀连接，制备得到BC-PEA-GO复合膜。

Description

一种复合膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合膜的制备方法，尤其涉及以聚醚胺(PEA)D2000为交联剂通过化学键酰胺键连接细菌纤维素(BC)和氧化石墨烯(GO)，得到GO-PEA-GO复合材料，最后通过真空抽滤和热压干法制备得到GO-PEA-GO膜。
背景技术
细菌纤维素(BacterialCellulose)是由微生物产生的一类纯纤维素，从纤维素的分子组成看，二者都是由β-D-葡萄糖通过β-1，4-葡萄糖苷键结合成的直链，直链间彼此平行，不呈螺旋构象，无分支结构，又称为β-1，4-葡聚糖。细菌纤维素和植物或海藻产生的纤维素在化学性质上是相同的。但细菌纤维素作为一种新型生物材料，有许多独特的性质。1)高结晶度和高化学纯度。不含半纤维素、木质素和其他细胞壁成分，提纯过程简单；2)高抗张强度和弹性模量。细菌纤维素经洗涤、干燥后，杨氏模数可达10MP，经热压处理后，杨氏模数可达30MP，比有机合成纤维的强度高4倍；3)很强的水结合性。其内部有很多“孔道”，有良好的透气、透水性能，能吸收60～700倍于其干重的水份，即有非凡的持水性，并具有高湿强度；5)较高的生物适应性和良好的生物可降解性等特性；
细菌纤维素(Bacterialcellulose)是在不同条件下，由醋酸菌属、土壤杆菌属、根瘤菌属和八叠球菌属等中的某种微生物合成的细菌纤维素的统称。
细菌纤维素是一种天然的水凝胶，它的水凝胶性质优于合成的多聚物，如，它有很高的含水量(98％～99％)，高吸水性，高湿膜强度，高化学纯度，可以被安全稳定的灭菌而不对其结构和性质产生影响。类似于人体皮肤，可应用于烧伤病人的皮肤替代物和面膜等敷料。此外，由于细菌纤维素有很强的亲水性、粘稠性和稳定性，可以应用于食品成型剂、分散剂、改善口感的肠衣和药物载体等，已成为一种新型的食品基料和膳食纤维。除此之外，细菌纤维素还可应用于造纸、高级音响设备振动膜等。
氧化石墨烯就是具有单层片状结构的氧化石墨，氧化石墨烯和石墨烯有相似的结构，但表面具有活性含氧功能基团如羰基、羧基和环氧等官能团，提高了氧化石墨烯的水溶性，它可以在水中较好的分散，使氧化石墨烯和聚合物的兼容性也有所提高，并且这些含氧基团大多是亲水的，因而氧化石墨烯的亲水性高于石墨烯。
聚醚胺是一类主链为聚醚结构，末端活性官能团为胺基的聚合物，通过选择不同的聚氧化烷基结构，可调节聚醚胺的反应活性、韧性、粘度以及亲水性等一系列性能，而胺基提供给聚醚胺与多种化合物反应的可能性。目前对聚醚胺研究和应用最广是可以作为环氧树脂的高性能固化剂，用于生产高强度、高韧性的复合材料。
细菌纤维素/聚醚胺抗/氧化石墨烯复合材料有很强的应用价值，其绿色、安全性，稳定的载药能力、抗菌能力，是应用于伤口敷料、口服药物的前提。
最重要的是细菌纤维素和氧化石墨烯作为复合性，优于单一任何一种形式的载药能力。氧化石墨烯作为单一载体时，分散液不稳定，易沉降，无法用于伤口敷料。细菌纤维素作为单一载体时，细菌纤维素无抗菌性，难以避免菌体滋生，破坏药物。所以复合性材料是最方便、理想的外敷材料，有很大的应用潜力。
发明内容
本发明提供一种以聚醚胺为交联剂的具有高柔韧性的氧化石墨烯/聚醚胺/细菌纤维素复合材料的制备方法，其包括下述步骤：
a)通过高压机械匀浆法破碎细菌纤维素膜，制得细菌纤维素浆液，然后对细菌纤维素C6位伯醇羟基进行选择性氧化，氧化后的细菌纤维素进行水洗，然后离心，得到氧化后含有羧基的微晶纤维素；
b)将氧化后的微晶纤维素、聚醚胺溶液和氧化石墨烯分散液按照一定的比例置于磁力搅拌器上混合均匀，然后采用1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酰胺化交联反应试剂对氧化后的微晶纤维素羧基和聚醚胺氨基以及氧化石墨烯羧基和聚醚胺氨基进行酰胺化交联反应。
c)酰胺化交联反应后的GO-PEA-GO复合材料混合溶液经过洗涤后进行抽滤，除去大部分水分，并使GO-PEAD2000-BC复核材料均匀铺散到一定孔径和一定直径的定性滤纸表面，最后通过热压法将上述复合材料压干为GO-PEAD2000-BC复合膜。
在本发明一个优选的实施例中，所述的高压机械匀浆法的高压为1-100MPa。
在本发明一个优选的实施例中，所述的氧化反应是应用2，2，6，6-四甲基-1-哌啶酮(TEMPO)/NaBr/NaClO共氧化体系进行氧化。
在本发明一个优选的实施例中，所述的氧化反应的温度为室温20-30℃。
在本发明一个优选的实施例中，其中所述的氧化石墨烯分散液的浓度是0.1-1mg/ml。
在本发明一个优选的实施例中，其中所述的氧化石墨烯为纳米粒子。
在本发明一个优选的实施例中，所述的聚醚胺是两端具有端基胺的聚醚胺D2000。
在本发明一个优选的实施例中，聚醚胺溶液的溶剂是无水乙醇，且聚醚胺溶液的浓度范围是0.1-0.5g/mL；
在本发明一个优选的实施例中，所述的酰胺化交联反应温度为室温20-30℃；
在本发明一个优选的实施例中，实现本发明的技术解决方案为：本发明首先通过机械匀浆法破碎细菌纤维素，制得细菌纤维素浆液，然后利用2，2，6，6-四甲基-1-哌啶酮(TEMPO)/NaBr/NaClO共氧化体系对细菌纤维素浆液进行氧化反应15-24h，氧化后的细菌纤维素离心水洗至无Cl-离子存在，得到氧化的氧化微晶纤维素CNC(crystalnanocellulose)。将得到的氧化微晶纤维素、聚醚胺溶液和氧化石墨烯分散液按照一定的比例混合均匀，向上述混合液中添加乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)(nEDC∶nNHS＝4∶1)混合反应剂对细菌纤维素、聚醚胺和氧化石墨烯进行酰胺化交联反应24h。制备得到的GO-PEA-GO复合材料悬浮液离心洗涤后，再进行抽滤，最后将抽滤后的GO-PEA-GO复合材料应用热压法进行干燥，得到以PEA为交联剂通过酰胺键连接的GO-PEA-GO得复合膜。
与现有技术相比，本发明的创新性在于：
1.通过机械匀浆后对细菌纤维素C6位伯醇羟基进行选择性氧化，将纤维素C6位伯醇羟基氧化为羧基，从而使纤维素亲水性增强，使纤维素更好的分散到水溶液中，有利于聚醚胺和纳米级氧化石墨烯扩散到细菌纤维素的纳米三维网状结构中，因此能使更多的氧化石墨烯附着到细菌纤维素微纤维丝表面；
2.通过选择具有两个端基氨的聚醚胺(如聚醚胺D2000)做为交联剂，两个端基氨能分别与氧化细菌纤维素的羧基和氧化石墨烯的羧基形成共价键-酰胺键。酰胺键的键能远大于氢键的键能，因此跟以往的细菌纤维素/氧化石墨烯复合材料相比，氧化石墨烯/聚醚胺/细菌纤维素复合材料中，氧化石墨烯更牢固的结合在细菌纤维素微纤维丝表面；
3.聚醚胺做为交联剂，由于其能够吸附在细菌纤维素微纤维表面和渗透到微纤维丝内部，使纤维丝发生溶胀作用，并且微纤维丝之间也会通过酰胺化交联作用聚集到一起，以及聚醚胺也是较好的固化剂，因此能够提高细菌纤维素延展性和柔韧性能；另外，聚醚胺对氧化石墨烯的酰胺化修饰能够提高氧化石墨烯在水溶液中的溶解性，从而使氧化石墨烯以纳米形态稳定的存在于细菌纤维素表面；
4.通过对氧化石墨烯/聚醚胺/细菌纤维素复合材料悬浮液进行抽滤、热压干工艺可以控制复合膜的厚度、大小、形状，以及表面光滑度。
本发明是细菌纤维素/聚醚胺/氧化石墨烯复合材料的制作方法，操作工艺简单，对制作过程各步骤可控。
附图说明
图1复合材料酰胺化反应示意图；
图2氧化石墨烯/聚醚胺/细菌纤维素复合材料照片；
图3BC与BC/PEA/GO复合膜扫描电镜图；
图3a是BC膜表面的扫描电镜图；
图3b是BC/PEA/GO复合膜表面的扫描电镜图；
图3c是BC膜断面的扫描电镜图；
图3d是BC/PEA/GO复合膜断面的扫描电镜图。
图3e是BC膜拉伸断面的扫描电镜图；
图3f是BC/PEA/GO复合膜拉伸断面的扫描电镜图
具体实施方式
[1]用去离子水、葡萄糖、蛋白胨、十二水合磷酸氢二钠、酵母粉配制成细菌纤维素培养液，pH＝6，将培养液置入高温高压灭菌锅中，120℃，0.1MPa，灭菌20min；将木醋杆菌甘油管接入培养液中，摇匀后，将培养液倒入平皿培养，30℃，2-3d静置培养；取2-3d培养后的细菌纤维素膜在0.1MNaOH溶液中浸泡过夜，中间过程更换一次碱液，浸泡成乳白色，用去离子水反复冲洗，直至用PH试纸测试pH为中性，得到纯化后的纯细菌纤维素。
[2]将纯化后的干净细菌纤维素膜进行高压机械匀浆处理，匀浆压力为0.1-100MPa.
[3]将细菌纤维素浆液按照细菌纤维素(BC干重)∶水为1∶100g/mL比例混合均匀。然后加入2，2，6，6-四甲基-1-哌啶酮(TEMPO)/NaBr/NaClO共氧化体系。将上述混合液置于磁力搅拌器上搅拌，进行15-18h的氧化反应，氧化反应结束后，将上述混合悬浮液进行离心洗涤至无Cl-离子存在，获得纤维素表面含有羧基的氧化微晶纤维素；
[4]氧化微晶纤维素于120℃，0.1MPa灭菌20min；
[5]称取一定量的氧化微晶纤维素沉淀(氧化微纤维的干重为0.2g)，添加100mLpH5.0-6.0的MES缓冲液，磁力搅拌混合均匀，然后依次加入5-20mL浓度为0.1mg/mL(0.1-1.0mg/mL)氧化石墨烯分散液和10mL一定浓度(0.1-0.5g/mL)的聚醚胺溶液，置于磁力搅拌器上室温下混合均匀。
[6]用pH4.0的MES缓冲液调节上述BC/PEA/GO混合溶液的pH至5.5-6.0，加入乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)(nEDC∶nNHS＝4∶1)混合反应剂，室温下置于磁力搅拌器上酰胺化交联反应24h；酰胺化交联反应后GO-PEA-GO复合材料溶液进行离心收集沉淀，并将沉淀用0.1M的Na2HPO3溶液浸泡1h，离心后用去离子水洗涤。
[7]对酰胺化交联反应后的GO-PEA-GO复合材料混合溶液进行抽滤，除去大部分水分，并使GO-PEAD2000-BC复核材料均匀铺散到一定孔径和一定直径的定性滤纸表面，最后通过热压法将上述复合材料压干为GO-PEAD2000-BC复合膜。
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
一种以聚醚胺为交联剂的具有高柔韧性的氧化石墨烯/聚醚胺/细菌纤维素复合膜的制备方法，步骤如下：
[1]用去离子水、葡萄糖、蛋白胨、十二水合磷酸氢二钠、酵母粉配制成细菌纤维素培养液，pH＝6，将培养液置入高温高压灭菌锅中，120℃，0.1MPa，灭菌20min；将木醋杆菌甘油管接入培养液中，摇匀后，将培养液倒入平皿培养，30℃，2-3d静置培养；取2-3d培养后的细菌纤维素膜在0.1M/1NaOH溶液中浸泡过夜，中间过程更换一次碱液，浸泡成乳白色，用去离子水反复冲洗，直至用PH试纸测试pH为中性，将纤维素膜放入高压匀浆机中匀浆，匀浆压力为10MPa，1min。
[2]将细菌纤维素浆液按照细菌纤维素(BC干重)∶水为1∶100g/mL比列混合均匀。然后加入2，2，6，6-四甲基-1-哌啶酮(TEMPO)/NaBr/NaClO共氧化体系(TEMPO0.016g，NaBr0.1g，NaClO3-5mmol，水20mL)。将上述混合液置于磁力搅拌器上搅拌，进行15-18的氧化反应，氧化反应结束后，将悬浮液进行离心洗涤后用盐酸浸泡进行酸化处理，酸化处理后的纤维素悬浮液用去离子水进行离心洗涤至无Cl-离子存在，获得纤维素表面含有羧基的氧化微晶纤维素；
[3]氧化微晶纤维素于120℃，0.1MPa灭菌20min；
[4]称取一定量的氧化微晶纤维素沉淀(氧化微纤维的干重为0.2g)，添加100mLpH5.0-6.0的MES缓冲液，磁力搅拌混合均匀，然后依次加入5-20mL浓度为0.1mg/mL(0.1-1.0mg/mL)氧化石墨烯分散液和10mL浓度为0.1g/mL的聚醚胺溶液，置于磁力搅拌器上室温下过夜充分混匀。
[5]用pH4.0的MES缓冲液调节上述BC/PEA/GO混合溶液的pH至5.5-6.0，加入乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)(nEDC∶nNHS＝4∶1)混合反应剂，室温下置于磁力搅拌器上酰胺化交联反应24h；酰胺化交联反应后GO-PEA-GO复合材料溶液进行离心收集沉淀，并将沉淀用0.1M的Na2HPO3溶液浸泡1h，离心后用去离子水洗涤。
[6]对酰胺化交联反应后的GO-PEA-GO复合材料混合溶液进行抽滤，除去大部分水分，并使GO-PEAD2000-BC复核材料均匀铺散到一定孔径和一定直径的定性滤纸表面，最后通过热压法将上述复合材料压干为GO-PEAD2000-BC复合膜。
通过机械性能检测，GO-PEAD2000-BC复合膜的拉伸强度为57.34MPa，比BC膜的拉伸强度(45.03MPa)提高1.27倍。
实施例2
一种以聚醚胺为交联剂的具有高柔韧性的细菌纤维素/聚醚胺/氧化石墨烯复合膜的制备方法，步骤如下：
[1]用去离子水、葡萄糖、蛋白胨、十二水合磷酸氢二钠、酵母粉配制成细菌纤维素培养液，pH＝6，将培养液置入高温高压灭菌锅中，120℃，0.1MPa，灭菌20min；将木醋杆菌甘油管接入培养液中，摇匀后，将培养液倒入平皿培养，30℃，2-3d静置培养；取2-3d培养后的细菌纤维素膜在0.1MNaOH溶液中浸泡过夜，中间过程更换一次碱液，浸泡成乳白色，用去离子水反复冲洗，直至用PH试纸测试pH为中性，将纤维素膜放入高压匀浆机中匀浆，匀浆压力为10MPa，1min。
[2]将细菌纤维素浆液按照细菌纤维素(BC干重)∶水为1∶100g/mL比列混合均匀。然后加入2，2，6，6-四甲基-1-哌啶酮(TEMPO)/NaBr/NaClO共氧化体系(TEMPO0.016g，NaBr0.1g，NaClO3-5mmol，水20mL)。将上述混合液置于磁力搅拌器上搅拌，进行15-18消失的氧化反应，氧化反应结束后，将悬浮液进行离心洗涤后用盐酸浸泡进行酸化处理，酸化处理后的纤维素悬浮液用去离子水进行离心洗涤至无Cl-离子存在，获得纤维素表面含有羧基的氧化微晶纤维素；
[3]氧化微晶纤维素于120℃，0.1MPa灭菌20min；
[4]称取一定量的氧化微晶纤维素沉淀(氧化微纤维的干重为0.2g)，添加100mLpH5.0-6.0的MES缓冲液，磁力搅拌混合均匀，然后依次加入5-20mL浓度为0.1mg/mL(0.1-1.0mg/mL)氧化石墨烯分散液和10mL浓度为0.2g/mL的聚醚胺溶液，置于磁力搅拌器上室温下过夜充分混匀。
[5]用pH4.0的MES缓冲液调节上述BC/PEA/GO混合溶液的pH至5.5-6.0，加入乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)(nEDC∶nNHS＝4∶1)混合反应剂，室温下置于磁力搅拌器上酰胺化交联反应24h；酰胺化交联反应后GO-PEA-GO复合材料溶液进行离心收集沉淀，并将沉淀用0.1M的Na2HPO3溶液浸泡1h，离心后用去离子水洗涤。
[6]对酰胺化交联反应后的GO-PEA-GO复合材料混合溶液进行抽滤，除去大部分水分，并使GO-PEAD2000-BC复核材料均匀铺散到一定孔径和一定直径的定性滤纸表面，最后通过热压法将上述复合材料压干为GO-PEAD2000-BC复合膜。
通过机械性能检测，GO-PEAD2000-BC复合膜的拉伸强度为61.65MPa，比BC膜的拉伸强度(45.03MPa)提高1.37倍。
实施例3
一种以聚醚胺为交联剂的具有高柔韧性的氧化石墨烯/聚醚胺/细菌纤维素复合膜的制备方法，步骤如下：
[1]用去离子水、葡萄糖、蛋白胨、十二水合磷酸氢二钠、酵母粉配制成细菌纤维素培养液，pH＝6，将培养液置入高温高压灭菌锅中，120℃，0.1MPa，灭菌20min；将木醋杆菌甘油管接入培养液中，摇匀后，将培养液倒入平皿培养，30℃，2-3d静置培养；取2-3d培养后的细菌纤维素膜在0.1MNaOH溶液中浸泡过夜，中间过程更换一次碱液，浸泡成乳白色，用去离子水反复冲洗，直至用PH试纸测试pH为中性，将纤维素膜放入高压匀浆机中匀浆，匀浆压力为10MPa，1min。
[2]将细菌纤维素浆液按照细菌纤维素(BC干重)∶水为1∶100g/mL比列混合均匀。然后加入2，2，6，6-四甲基-1-哌啶酮(TEMPO)/NaBr/NaClO共氧化体系(TEMPO0.016g，NaBr0.1g，NaClO3-5mmol，水20mL)。将上述混合液置于磁力搅拌器上搅拌，进行15-18消失的氧化反应，氧化反应结束后，将悬浮液进行离心洗涤后用盐酸浸泡进行酸化处理，酸化处理后的纤维素悬浮液用去离子水进行离心洗涤至无Cl-离子存在，获得纤维素表面含有羧基的氧化微晶纤维素；
[3]氧化微晶纤维素于120℃，0.1MPa灭菌20min；
[4]称取一定量的氧化微晶纤维素沉淀(氧化微纤维的干重为0.2g)，添加100mLpH5.0-6.0的MES缓冲液，磁力搅拌混合均匀，然后依次加入5-20mL浓度为0.1mg/mL(0.1-1.0mg/mL)氧化石墨烯分散液和10mL浓度为0.3g/mL的聚醚胺溶液，置于磁力搅拌器上室温下过夜充分混匀。
[5]用pH4.0的MES缓冲液调节上述BC/PEA/GO混合溶液的pH至5.5-6.0，加入乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)(nEDC∶nNHS＝4∶1)混合反应剂，室温下置于磁力搅拌器上酰胺化交联反应24h；酰胺化交联反应后GO-PEA-GO复合材料溶液进行离心收集沉淀，并将沉淀用0.1M的Na2HPO3溶液浸泡1h，离心后用去离子水洗涤。
[6]对酰胺化交联反应后的GO-PEA-GO复合材料混合溶液进行抽滤，除去大部分水分，并使GO-PEAD2000-BC复核材料均匀铺散到一定孔径和一定直径的定性滤纸表面，最后通过热压法将上述复合材料压干为GO-PEAD2000-BC复合膜。
通过机械性能检测，GO-PEAD2000-BC复合膜的拉伸强度为63.71MPa，比BC膜的拉伸强度(45.03MPa)提高1.42倍。
实施例4
一种以聚醚胺为交联剂的具有高柔韧性的氧化石墨烯/聚醚胺/细菌纤维素复合膜的制备方法，步骤如下：
[1]用去离子水、葡萄糖、蛋白胨、十二水合磷酸氢二钠、酵母粉配制成细菌纤维素培养液，pH＝6，将培养液置入高温高压灭菌锅中，120℃，0.1MPa，灭菌20min；将木醋杆菌甘油管接入培养液中，摇匀后，将培养液倒入平皿培养，30℃，2-3d静置培养；取2-3d培养后的细菌纤维素膜在0.1MNaOH溶液中浸泡过夜，中间过程更换一次碱液，浸泡成乳白色，用去离子水反复冲洗，直至用PH试纸测试pH为中性，将纤维素膜放入高压匀浆机中匀浆，匀浆压力为10MPa，1min。
[2]将细菌纤维素浆液按照细菌纤维素(BC干重)∶水为1∶100g/mL比列混合均匀。然后加入2，2，6，6-四甲基-1-哌啶酮(TEMPO)/NaBr/NaClO共氧化体系(TEMPO0.016g，NaBr0.1g，NaClO3-5mmol，水20mL)。将上述混合液置于磁力搅拌器上搅拌，进行15-18消失的氧化反应，氧化反应结束后，将悬浮液进行离心洗涤后用盐酸浸泡进行酸化处理，酸化处理后的纤维素悬浮液用去离子水进行离心洗涤至无Cl-离子存在，获得纤维素表面含有羧基的氧化微晶纤维素；
[3]氧化微晶纤维素于120℃，0.1MPa灭菌20min；
[4]称取一定量的氧化微晶纤维素沉淀(氧化微纤维的干重为0.2g)，添加100mLpH5.0-6.0的MES缓冲液，磁力搅拌混合均匀，然后依次加入5-20mL浓度为0.1mg/mL(0.1-1.0mg/mL)氧化石墨烯分散液和10mL浓度为0.4g/mL的聚醚胺溶液，置于磁力搅拌器上室温下过夜充分混匀。
[5]用pH4.0的MES缓冲液调节上述BC/PEA/GO混合溶液的pH至5.5-6.0，加入乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)(nEDC∶nNHS＝4∶1)混合反应剂，室温下置于磁力搅拌器上酰胺化交联反应24h；酰胺化交联反应后GO-PEA-GO复合材料溶液进行离心收集沉淀，并将沉淀用0.1M的Na2HPO3溶液浸泡1h，离心后用去离子水洗涤。
[6]对酰胺化交联反应后的GO-PEA-GO复合材料混合溶液进行抽滤，除去大部分水分，并使GO-PEAD2000-BC复核材料均匀铺散到一定孔径和一定直径的定性滤纸表面，最后通过热压法将上述复合材料压干为GO-PEAD2000-BC复合膜。
通过机械性能检测，GO-PEAD2000-BC复合膜的拉伸强度为64.68MPa，比BC膜的拉伸强度(45.03MPa)提高1.44倍。
实施例5
一种以聚醚胺为交联剂的具有高柔韧性的氧化石墨烯/聚醚胺/细菌纤维素复合材料的制备方法，步骤如下：
[1]用去离子水、葡萄糖、蛋白胨、十二水合磷酸氢二钠、酵母粉配制成细菌纤维素培养液，pH＝6，将培养液置入高温高压灭菌锅中，120℃，0.1MPa，灭菌20min；将木醋杆菌甘油管接入培养液中，摇匀后，将培养液倒入平皿培养，30℃，2-3d静置培养；取2-3d培养后的细菌纤维素膜在0.1MNaOH溶液中浸泡过夜，中间过程更换一次碱液，浸泡成乳白色，用去离子水反复冲洗，直至用PH试纸测试pH为中性，将纤维素膜放入高压匀浆机中匀浆，匀浆压力为10MPa，1min。
[2]将细菌纤维素浆液按照细菌纤维素(BC干重)∶水为1∶100g/mL比列混合均匀。然后加入2，2，6，6-四甲基-1-哌啶酮(TEMPO)/NaBr/NaClO共氧化体系(TEMPO0.016g，NaBr0.1g，NaClO3-5mmol，水20mL)。将上述混合液置于磁力搅拌器上搅拌，进行15-18消失的氧化反应，氧化反应结束后，将悬浮液进行离心洗涤后用盐酸浸泡进行酸化处理，酸化处理后的纤维素悬浮液用去离子水进行离心洗涤至无Cl-离子存在，获得纤维素表面含有羧基的氧化微晶纤维素；
[3]氧化微晶纤维素于120℃，0.1MPa灭菌20min；
[4]称取一定量的氧化微晶纤维素沉淀(氧化微纤维的干重为0.2g)，添加100mLpH5.0-6.0的MES缓冲液，磁力搅拌混合均匀，然后依次加入5-20mL浓度为0.1mg/mL(0.1-1.0mg/mL)氧化石墨烯分散液和10mL浓度为0.5g/mL的聚醚胺溶液，置于磁力搅拌器上室温下过夜充分混匀。
[5]用pH4.0的MES缓冲液调节上述BC/PEA/GO混合溶液的pH至5.5-6.0，加入乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)(nEDC∶nNHS＝4∶1)混合反应剂，室温下置于磁力搅拌器上酰胺化交联反应24h；酰胺化交联反应后GO-PEA-GO复合材料溶液进行离心收集沉淀，并将沉淀用0.1M的Na2HPO3溶液浸泡1h，离心后用去离子水洗涤。
[6]对酰胺化交联反应后的GO-PEA-GO复合材料混合溶液进行抽滤，除去大部分水分，并使GO-PEAD2000-BC复核材料均匀铺散到一定孔径和一定直径的定性滤纸表面，最后通过热压法将上述复合材料压干为GO-PEAD2000-BC复合膜。
通过机械性能检测，GO-PEAD2000-BC复合膜的拉伸强度为67.48MPa，比BC膜的拉伸强度(45.03MPa)提高1.50倍。

Claims (9)

1.一种复合膜的制备方法，包含以下步骤：
a)通过高压机械匀浆法破碎细菌纤维素膜，制得匀浆后的细菌纤维素后，应用2，2，6，6-四甲基-1-哌啶酮(TEMPO)/NaBr/NaClO共氧化体系对细菌纤维素C6位伯醇羟基进行选择性氧化，氧化后的细菌纤维素进行水洗，然后离心，得到氧化后含有羧基的微晶纤维素；
b)将聚醚胺溶液和氧化石墨烯分散液按照一定的比例添加到氧化微晶纤维素浆液中搅拌混匀，然后向混合液中加入1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酰胺化反应试剂，在常温下进行反应，使得聚醚胺端基氨分别与氧化细菌纤维素表面羧基和氧化石墨烯表面的羧基形成酰胺键，制成复合材料。
2.权利要求1所述的方法，其中还可包含步骤：
c)将含上述复合材料的悬浮溶液进行抽滤，除去大部分水分，并使复合材料沉淀在一定形状和大小的滤布表面，形成具有特定形状的复合膜，最后通过热压法干燥制备得到复合膜。
3.权利要求1所述的方法，其中所述的聚醚胺是两端具有端基胺的聚醚胺D2000。
4.权利要求1所述的方法，其中所述的聚醚胺溶液的溶剂是无水乙醇。
5.权利要求1所述的方法，其中所述的复合材料悬浮液中聚醚胺的添加量为1-5g/gBC。
6.权利要求1所述的方法，其中所述的氧化石墨烯为纳米粒子。
7.权利要求1所述的方法，其中所述的复合材料悬浮液中氧化石墨烯的量添加为1-2mg/gBC。
8.权利要求1所述的方法，其中所述的GO-PEA-BC复合材料是以聚醚胺为交联剂，通过酰胺化交联反应使得聚醚胺端基胺分别于氧化细菌纤维素和氧化石墨烯的羧基形成酰胺键，以及氧化后的细菌纤维素微纤维丝之间通过酰胺键交联。
9.权利要求1所述的方法，其中所述的热压干法的温度为90-100℃，压干10-15min。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106589143A (zh) * 2016-12-12 2017-04-26 万华化学集团股份有限公司 一种采用空气为氧化剂制备c6位选择性羧化纤维素的方法
CN106744831A (zh) * 2016-11-24 2017-05-31 湖北大学 一种可重复使用的还原氧化石墨烯基光热转化薄膜及其制法
CN111939314A (zh) * 2020-07-28 2020-11-17 天津科技大学 一种用于伤口创面的细菌纤维素软膏的制备方法
CN113087949A (zh) * 2021-05-13 2021-07-09 广西医科大学 一种用于口罩的氟化物改性纤维素膜的制备方法
CN113096885A (zh) * 2021-04-07 2021-07-09 宁波龙圣新材料科技有限公司 一种低电阻高透明导电膜的制备方法
CN114144253A (zh) * 2019-06-12 2022-03-04 新南创新私人有限公司 过滤膜以及其生产方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102924751A (zh) * 2012-11-23 2013-02-13 武汉理工大学 一种纳米碳流体的制备方法
CN103804719A (zh) * 2014-01-15 2014-05-21 天津大学 一种氧化石墨烯-细菌纤维素复合材料及其制备方法
CN104707579A (zh) * 2015-01-10 2015-06-17 济南大学 一种用于重金属及染料吸附的超支化聚醚胺接枝go吸附剂的制备及应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102924751A (zh) * 2012-11-23 2013-02-13 武汉理工大学 一种纳米碳流体的制备方法
CN103804719A (zh) * 2014-01-15 2014-05-21 天津大学 一种氧化石墨烯-细菌纤维素复合材料及其制备方法
CN104707579A (zh) * 2015-01-10 2015-06-17 济南大学 一种用于重金属及染料吸附的超支化聚醚胺接枝go吸附剂的制备及应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIAO-NING YANG等: "Improvement of antimicrobial activity of grapheme oxide/bacterial cellulose nanocomposites through the electrostatic modification", 《CARBOHYDRATE POLYMERS》 *
廖世波等: "C6位氧化细菌纤维素的制备及结构表征", 《高分子材料科学与工程》 *
曾春芳: "氧化石墨烯的液化和石墨烯流体在橡胶复合材料中的应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106744831A (zh) * 2016-11-24 2017-05-31 湖北大学 一种可重复使用的还原氧化石墨烯基光热转化薄膜及其制法
CN106589143A (zh) * 2016-12-12 2017-04-26 万华化学集团股份有限公司 一种采用空气为氧化剂制备c6位选择性羧化纤维素的方法
CN106589143B (zh) * 2016-12-12 2019-03-01 万华化学集团股份有限公司 一种采用空气为氧化剂制备c6位选择性羧化纤维素的方法
CN114144253A (zh) * 2019-06-12 2022-03-04 新南创新私人有限公司 过滤膜以及其生产方法
CN111939314A (zh) * 2020-07-28 2020-11-17 天津科技大学 一种用于伤口创面的细菌纤维素软膏的制备方法
CN113096885A (zh) * 2021-04-07 2021-07-09 宁波龙圣新材料科技有限公司 一种低电阻高透明导电膜的制备方法
CN113087949A (zh) * 2021-05-13 2021-07-09 广西医科大学 一种用于口罩的氟化物改性纤维素膜的制备方法
CN113087949B (zh) * 2021-05-13 2022-06-10 广西医科大学 一种用于口罩的氟化物改性纤维素膜的制备方法

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