CN108314803A - 一种手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents

一种手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN108314803A
CN108314803A CN201810119604.6A CN201810119604A CN108314803A CN 108314803 A CN108314803 A CN 108314803A CN 201810119604 A CN201810119604 A CN 201810119604A CN 108314803 A CN108314803 A CN 108314803A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cellulose nanocrystal
chiral nematic
glycerine
laminated film
nematic cellulose
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810119604.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108314803B (zh
Inventor
李伟
刘守新
徐明聪
马春慧
黄琼涛
吴义强
李坚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeast Forestry University
Original Assignee
Northeast Forestry University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeast Forestry University filed Critical Northeast Forestry University
Priority to CN201810119604.6A priority Critical patent/CN108314803B/zh
Publication of CN108314803A publication Critical patent/CN108314803A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108314803B publication Critical patent/CN108314803B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05—Alcohols; Metal alcoholates
    • C08K5/053—Polyhydroxylic alcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
    • C08B15/02—Oxycellulose; Hydrocellulose; Cellulosehydrate, e.g. microcrystalline cellulose
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2301/00—Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08J2301/04—Oxycellulose; Hydrocellulose

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明提供了一种手性向列纤维素纳米晶体‑丙三醇复合薄膜的制备方法，将纤维和硫酸混合进行水解反应，得到纤维素纳米晶体悬浮液；将所述纤维素纳米晶体悬浮液依次进行洗涤和浓缩，得到质量浓度为1.5～5.5％的手性向列纤维素纳米晶体悬浮液；将所述手性向列纤维素纳米晶体悬浮液与丙三醇水溶液混合后成膜，得到手性向列纤维素纳米晶体‑丙三醇复合薄膜。采用本发明提供的方法制备得到的手性向列纤维素纳米晶体‑丙三醇复合薄膜不仅具有纤维素纳米晶体优良的光学特性，还具有丙三醇的湿度敏感特性，作为湿敏指示材料具有很好的湿度检测效果；且原料易得，操作简单。

Description

一种手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜及其制备方 法和应用
技术领域
本发明涉及复合膜材料技术领域，尤其涉及一种手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜及其制备方法和应用。
背景技术
湿度指示在人们的生产和生活中十分重要，广泛应用于环境检测、医疗电子设备、工业和农业生产领域。纤维素纳米晶体(CNCs)广泛存在于自然界中，具有环境友好性和生物相容性。以纤维素纳米晶体为基体的材料具有良好的机械性能和热稳定性，通过蒸发诱导自组装，能够形成具有虹彩特性的手性向列液晶相结构，为纤维素纳米晶体复合材料赋予了优异的光学性能。
随着湿度变化，纤维素纳米晶体的颜色会发生变化，利用纤维素纳米晶体的该性质，可以制备湿敏指示材料。Yu Ping Zhang等报道了纯的纤维素纳米晶体薄膜的颜色会随着水蒸气的吸收而变化，具有湿敏指示的效果(Structured color humidity indicatorfrom reversible pitch tuning in self-assembled nanocrystalline cellulosefilms，Sensors and Actuators B:Chemical 2013,176(6):692-697)。公开号为CN106084135A的中国专利中将纤维素纳米晶体与高分子聚合物复合，制备了一种湿度响应的光子晶体复合材料。
但是，上述利用纤维素纳米晶体制备的湿敏指示材料的检测效果并不直观，不能简单快捷的应用于湿度检测领域中去。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜及其制备方法和应用，将本发明提供的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜应用于湿敏指示材料中具有很好的湿度检测效果。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
将纤维和硫酸混合进行水解反应，得到纤维素纳米晶体悬浮液；
将所述纤维素纳米晶体悬浮液依次进行洗涤和浓缩，得到质量浓度为1.5～5.5％的手性向列纤维素纳米晶体悬浮液；
将所述手性向列纤维素纳米晶体悬浮液与丙三醇水溶液混合后成膜，得到手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜。
优选的，所述硫酸的质量浓度为65～85％，所述纤维的质量和硫酸的体积比为(15～35)g：(150～350)mL。
优选的，所述水解反应的温度为25～75℃；水解反应的时间为1～4h。
优选的，所述洗涤包括依次进行的离心和透析。
优选的，所述离心后所得离心物料的pH值为2～3；所述透析后所得透析物料的pH值为5～8。
优选的，所述丙三醇水溶液的质量浓度为5～20％，所述手性向列纤维素纳米晶体悬浮液和丙三醇水溶液的质量比为10：(1～10)。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜，包括手性向列纤维素纳米晶体基材和掺杂在所述手性向列纤维素纳米晶体基材中的丙三醇。
优选的，所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜中丙三醇的质量含量为5～40％。
优选的，所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的厚度为10～20μm。
本发明提供了上述技术方案所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜作为湿敏指示材料的应用。
本发明提供了一种手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的制备方法，将纤维和硫酸混合进行水解反应，得到纤维素纳米晶体悬浮液；将所述纤维素纳米晶体悬浮液依次进行洗涤和浓缩，得到质量浓度为1.5～5.5％的手性向列纤维素纳米晶体悬浮液；将所述手性向列纤维素纳米晶体悬浮液与丙三醇水溶液混合后成膜，得到手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜。本发明提供的制备方法将手性向列纤维素纳米晶体悬浮液和丙三醇水溶液混合后直接成膜，原料易得，操作简单。
本发明提供的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜不仅具有纤维素纳米晶体优良的光学特性，还具有丙三醇的湿度敏感特性，作为湿敏指示材料具有很好的湿度检测效果。实施例的实验结果表明，本发明提供的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜在不同的湿度条件下对光的响应不同，会显示不同颜色，能够应用于湿敏指示材料中进行湿度检测。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为实施例1制备的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜在不同相对湿度下的颜色照片；
图2为实施例1制备的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜在不同相对湿度下的光谱图。
具体实施方式
本发明提供了一种手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
将纤维和硫酸混合进行水解反应，得到纤维素纳米晶体悬浮液；
将所述纤维素纳米晶体悬浮液依次进行洗涤和浓缩，得到质量浓度为1.5～5.5％的手性向列纤维素纳米晶体悬浮液；
将所述手性向列纤维素纳米晶体悬浮液与丙三醇水溶液混合后成膜，得到手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜。
本发明将纤维和硫酸混合进行水解反应，得到纤维素纳米晶体悬浮液。在本发明中，所述纤维优选包括纸浆纤维、竹纤维或微晶纤维素；所述纸浆纤维优选包括纸浆棉纤维或硫酸盐漂白针叶浆，更优选为纸浆棉纤维。本发明对于所述纤维的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述硫酸的质量浓度优选为65～85％，更优选为70～75％。在本发明中，所述纤维的质量和硫酸的体积比优选为(15～35)g：(150～350)mL，更优选为(20～30)g：(160～200)mL。
在本发明中，所述水解反应的温度优选为25～75℃，更优选为30～50℃；本发明优选通过水浴加热达到所述水解反应的温度。在本发明中，所述水解反应的时间优选为1～4h，更优选为2～3h。在本发明中，所述水解反应优选在搅拌条件下进行；所述搅拌的速率优选为500～1000rpm，更优选为800～900rpm。
所述水解反应完成后，本发明优选将所得水解物料与水混合，使水解反应停止，得到纤维素纳米晶体悬浮液。在本发明中，所述水的加入体积优选为硫酸体积的5～12倍，更优选为8～10倍。
得到纤维素纳米晶体悬浮液后，本发明将所述纤维素纳米晶体悬浮液依次进行洗涤和浓缩，得到质量浓度为1.5～5.5％的手性向列纤维素纳米晶体悬浮液。本发明优选通过洗涤去除所述纤维素纳米晶体悬浮液中残留的硫酸。在本发明中，所述洗涤优选包括依次进行的离心和透析。
在本发明中，所述离心后所得离心物料的pH值优选为2～3。进行所述离心前，本发明优选将所述纤维素纳米晶体悬浮液静置沉降，得到上层清液和下层浊液；将所述上层清液倒掉，用水将剩余的下层浊液进行清洗，然后将所得物料进行离心。在本发明中，所述静置沉降的时间优选为20～40h，更优选为25～35h，最优选为30h。在本发明中，所述离心的次数优选为2～3次；所述离心的转速优选为2000～8000rpm，更优选为4000～6000rpm，最优选为5000rpm；单次离心的时间优选为6～10min，更优选为8min。在本发明的实施例中，具体是将每次离心后所得上层清夜倒掉，用蒸馏水清洗所得下层浊液，然后进行下一次离心，直到离心后所得下层浊液的pH值为2～3。本发明通过离心对所述纤维素纳米晶体悬浮液中残留的硫酸进行初步洗涤。
在本发明中，所述透析后所得透析物料的pH值优选为5～8，更优选为6～7。在本发明中，所述透析所采用的透析膜的截留分子量优选为6000～12000，更优选为8000～10000；所述透析的时间优选为3～7天，更优选为4～6天。本发明通过透析对离心后所得离心物料进一步纯化，除去其中残留的硫酸。
本发明对于所述浓缩没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的能够将洗涤后所得物料浓缩至满足上述质量浓度要求的技术方案即可。本发明优选采用加热浓缩，所述加热的温度优选为60～100℃，更优选为70～80℃；在本发明的实施例中，具体是在温度为60～100℃的烘箱中进行所述浓缩。本发明对所述加热的时间没有特殊要求，能够将洗涤后所得物料浓缩至满足上述质量浓度要求即可。本发明使用硫酸对纤维进行水解，水解后得到的纤维素纳米晶体表面含有一定量的负电荷；洗涤后所得物料中纤维素纳米晶体的质量浓度为1％左右，通过浓缩使洗涤后所得物料中纤维素纳米晶体质量浓度达到1.5～5.5％，在该质量浓度条件下，所述纤维素纳米晶体受到静电斥力等作用力进行自组装排列，从而得到手性向列纤维素纳米晶体。
完成所述浓缩后，本发明优选将所得手性向列纤维素纳米晶体悬浮液进行超声，以使纤维素纳米晶体更加分散。在本发明中，所述超声的时间优选为5～25min，更优选为10～20min；所述超声的功率优选为400～600W，更优选为500W。
得到手性向列纤维素纳米晶体悬浮液后，本发明将所述手性向列纤维素纳米晶体悬浮液与丙三醇水溶液混合后成膜，得到手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜。在本发明中，所述丙三醇水溶液的质量浓度优选为5～20％，更优选为10～15％，最优选为10％。本发明对于所述丙三醇水溶液的配制方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的配制溶液的技术方案即可；在本发明的实施例中，具体是将所述丙三醇与去离子水混合，在400～600W功率下超声1～5min，得到丙三醇水溶液。
在本发明中，所述手性向列纤维素纳米晶体悬浮液和丙三醇水溶液的质量比优选为10：(1～10)，更优选为10：(2～5)。在本发明中，所述手性向列纤维素纳米晶体悬浮液与丙三醇水溶液的混合优选在搅拌条件下进行，更优选在磁力搅拌条件下进行；所述磁力搅拌的时间优选为1～5h，更优选为2～4h；所述磁力搅拌的转速优选为600～1000rpm，更优选为750～850rpm。
本发明对于所述成膜没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的成膜的技术方案即可。本发明优选将所述混合物料干燥成膜。在本发明中，所述干燥的温度优选为20～40℃；在本发明的实施例中，具体是在室温下进行干燥，即无需额外的加热或降温。本发明对于所述干燥的环境没有特殊的限定，在空气状态下进行干燥即可；本发明对于所述干燥的时间没有具体要求，能够将溶剂完全去除即可。在本发明的实施例中，具体是将所述混合物料倒入聚苯乙烯盒中进行干燥；本发明对所述聚苯乙烯盒的尺寸没有特殊要求，具体的根据所要求的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的面积和厚度来确定即可。本发明通过空气室温状态下干燥，能够使所述混合物料中的溶剂自然挥干，从而最大程度保留纤维素纳米晶体的手性向列结构。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜，包括手性向列纤维素纳米晶体基材和掺杂在所述手性向列纤维素纳米晶体基材中的丙三醇。在本发明中，所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜中丙三醇的质量含量优选为5～40％，更优选为10～20％。在本发明中，所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的厚度优选为10～20μm，更优选为15～18μm。
本发明提供了上述方案所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜作为湿敏指示材料的应用。本发明提供的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜具有纤维素纳米晶体的虹彩特征和丙三醇的吸湿特性，将其直接放置于不同相对湿度(30％～95％)的环境中，由于其在不同相对湿度条件下对光的响应不同，其颜色会随着环境相对湿度的变化而产生直观的变化，能够作为湿敏指示材料。在本发明中，所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜作为湿敏指示材料，无需添加其它材料。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将15g纸浆纤维与150mL质量浓度为70％的硫酸混合，在700rpm下，于25℃水浴中进行水解反应1.5h，将得到的水解物料与1500mL蒸馏水混合，静置沉降20h，得到上层清液和下层浊液；将所述上层清液倒掉，用蒸馏水将剩余的下层浊液进行清洗，然后将所得物料离心3次，得到pH值为2.0的离心物料，其中，将每次离心后所得上层清夜倒掉，用蒸馏水清洗所得下层浊液，然后进行下一次离心，离心的转速为3000rpm，单次离心的时间为6min；采用截留分子量为8000的透析膜对所得离心物料透析7天，得到pH值为6.0的透析物料；将所得透析物料在温度为60℃的烘箱中浓缩至质量浓度为2％，得到手性向列纤维素纳米晶体悬浮液；
将1g丙三醇与10mL去离子水混合，500W功率下超声2min，得到丙三醇水溶液(质量浓度为10％)；
将2g所述手性向列结构纤维素纳米晶体悬浮液，500W功率下超声5min，然后与0.2g丙三醇水溶液混合，在600rpm转速下磁力搅拌1h，得到混合物料，将所述混合物料倒入聚苯乙烯方盒中，在空气室温条件下使溶剂挥干，得到厚度为15μm的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜。
计算可得，所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜中丙三醇的质量含量为20％(丙三醇的质量含量＝丙三醇的质量/手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的质量)。
对所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的性能进行测试，具体如下：
图1为所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜在不同相对湿度下的颜色照片，根据图1可以看出，不同相对湿度(30％～95％)下所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的颜色会发生明显改变。本发明提供的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的初始颜色为绿色，从初始颜色到出现指示颜色的时间为10～20min，指示颜色持续的时间为3～5min。图2为所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜在不同相对湿度下的光谱图，根据图2可以看出，随着相对湿度的增加，所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的反射波长逐渐红移，相对湿度为30％时，所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的反射波长为540nm；相对湿度为85％时，所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的反射波长红移至700nm。这说明本发明提供的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜具有湿敏特性，可以应用于湿敏指示材料中。
实施例2
将20g纸浆纤维与250mL质量浓度为75％的硫酸混合，在900rpm下，于75℃水浴中进行水解反应3h，将得到的水解物料与2500mL蒸馏水混合，静置沉降30h，得到上层清液和下层浊液；将所述上层清液倒掉，用蒸馏水将剩余的下层浊液进行清洗，然后将所得物料离心3次，得到pH值为2.0的离心物料，其中，将每次离心后所得上层清夜倒掉，用蒸馏水清洗所得下层浊液，然后进行下一次离心，离心的转速为5000rpm，单次离心的时间为7min；采用截留分子量为10000的透析膜对所得离心物料透析5天，得到pH值为7.0的透析物料；将所得透析物料在温度为80℃的烘箱中浓缩至质量浓度为3％，得到手性向列纤维素纳米晶体悬浮液；
将1g丙三醇与20mL去离子水混合，500W功率下超声5min，得到丙三醇水溶液(质量浓度为5％)；
将5g所述手性向列结构纤维素纳米晶体悬浮液，500W功率下超声20min，然后与0.3g丙三醇水溶液混合，在800rpm转速下磁力搅拌3h，得到混合物料，将所述混合物料倒入聚苯乙烯方盒中，在空气室温条件下使溶剂挥干，得到厚度为18μm的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜。
计算可得，所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜中丙三醇的质量含量为10％(丙三醇的质量含量＝丙三醇的质量/手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的质量)。
对所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的性能进行测试，结果基本与实施例1一致。
实施例3
将25g纸浆纤维300mL质量浓度为72％的硫酸混合，在900rpm下，于60℃水浴中进行水解反应4h，将得到的水解物料与2000mL蒸馏水混合，静置沉降25h，得到上层清液和下层浊液；将所述上层清液倒掉，用蒸馏水将剩余的下层浊液进行清洗，然后将所得物料离心3次，得到pH值为2.0的离心物料，其中，将每次离心后所得上层清夜倒掉，用蒸馏水清洗所得下层浊液，然后进行下一次离心，离心的转速为4000rpm，单次离心的时间为8min；采用截留分子量为8000的透析膜对所得离心物料透析7天，得到pH值为7.0的透析物料；将所得透析物料在温度为100℃的烘箱中浓缩至质量浓度为2.5％，得到手性向列纤维素纳米晶体悬浮液；
将2g丙三醇与10mL去离子水混合，600W功率下超声3min，得到丙三醇水溶液(质量浓度为20％)；
将3g所述手性向列结构纤维素纳米晶体悬浮液，600W功率下超声20min，然后与0.6g丙三醇水溶液混合，在900rpm转速下磁力搅拌4h，得到混合物料，将所述混合物料倒入聚苯乙烯方盒中，在空气室温条件下使溶剂挥干，得到厚度为16μm的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜。
计算可得，所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜中丙三醇的质量含量为15％(丙三醇的质量含量＝丙三醇的质量/手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的质量)。
对所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的性能进行测试，结果基本与实施例1一致。
由以上实施例可知，采用本发明提供的方法制备得到的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜不仅具有纤维素纳米晶体优良的光学特性，还具有丙三醇的湿度敏感特性，应用于湿敏指示材料中具有很好的湿度检测效果；且原料易得，操作简单。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
将纤维和硫酸混合进行水解反应，得到纤维素纳米晶体悬浮液；
将所述纤维素纳米晶体悬浮液依次进行洗涤和浓缩，得到质量浓度为1.5～5.5％的手性向列纤维素纳米晶体悬浮液；
将所述手性向列纤维素纳米晶体悬浮液与丙三醇水溶液混合后成膜，得到手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硫酸的质量浓度为65～85％，所述纤维的质量和硫酸的体积比为(15～35)g：(150～350)mL。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水解反应的温度为25～75℃；水解反应的时间为1～4h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述洗涤包括依次进行的离心和透析。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述离心后所得离心物料的pH值为2～3；所述透析后所得透析物料的pH值为5～8。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丙三醇水溶液的质量浓度为5～20％，所述手性向列纤维素纳米晶体悬浮液和丙三醇水溶液的质量比为10：(1～10)。
7.权利要求1～6任一项所述制备方法制备得到的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜，包括手性向列纤维素纳米晶体基材和掺杂在所述手性向列纤维素纳米晶体基材中的丙三醇。
8.根据权利要求7所述的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜，其特征在于，所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜中丙三醇的质量含量为5～40％。
9.根据权利要求7或8所述的手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜，其特征在于，所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜的厚度为10～20μm。
10.权利要求7～9任一项所述手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜作为湿敏指示材料的应用。
CN201810119604.6A 2018-02-06 2018-02-06 一种手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜及其制备方法和应用 Active CN108314803B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810119604.6A CN108314803B (zh) 2018-02-06 2018-02-06 一种手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810119604.6A CN108314803B (zh) 2018-02-06 2018-02-06 一种手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108314803A true CN108314803A (zh) 2018-07-24
CN108314803B CN108314803B (zh) 2019-09-27

Family

ID=62903705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810119604.6A Active CN108314803B (zh) 2018-02-06 2018-02-06 一种手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108314803B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109438770A (zh) * 2018-11-27 2019-03-08 东北林业大学 一种基于手性向列纤维素纳米晶的圆偏振上转化发光薄膜及其制备方法
CN110776656A (zh) * 2019-09-16 2020-02-11 陕西科技大学 一种柔性胆甾相纳米晶体纤维素膜及制备方法
CN112266502A (zh) * 2020-10-15 2021-01-26 江南大学 一种多重响应纳米纤维素复合膜及其制备方法
CN112280072A (zh) * 2020-10-29 2021-01-29 华南理工大学 一种波长可控纤维素虹彩膜及其制备方法
CN112661993A (zh) * 2020-12-24 2021-04-16 南京信息工程大学 一种cnc/多元醇复合薄膜及其制备方法
CN112778556A (zh) * 2021-01-27 2021-05-11 陕西科技大学 D-木糖醇诱导增强纳米纤维素手性液晶膜的制备方法
CN113321827A (zh) * 2021-05-17 2021-08-31 江南大学 一种纤维素基手性液晶薄膜的制备方法
CN113480756A (zh) * 2021-06-11 2021-10-08 北京航空航天大学 一种纤维素纳米晶螺旋自组装体与丙三醇复合薄膜的制备方法和应用
CN114316373A (zh) * 2021-12-20 2022-04-12 中国农业大学 可湿度响应的纳米纤维素复合薄膜的制备方法及所得产物
CN114702731A (zh) * 2022-04-13 2022-07-05 烟台先进材料与绿色制造山东省实验室 一种光子晶体薄膜材料及其制备方法和在可快速可视化混合溶剂鉴别中的应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1383904A1 (en) * 2001-04-06 2004-01-28 Archer-Daniels-Midland Company Method for producing fats or oils
CN102985365A (zh) * 2010-04-09 2013-03-20 不列颠哥伦比亚大学 具有手性向列型结构的无机介孔材料及其制备方法
CN107163298A (zh) * 2017-07-06 2017-09-15 东北林业大学 一种手性向列纳米纤维素‑还原氧化石墨烯复合薄膜及其制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1383904A1 (en) * 2001-04-06 2004-01-28 Archer-Daniels-Midland Company Method for producing fats or oils
CN102985365A (zh) * 2010-04-09 2013-03-20 不列颠哥伦比亚大学 具有手性向列型结构的无机介孔材料及其制备方法
CN107163298A (zh) * 2017-07-06 2017-09-15 东北林业大学 一种手性向列纳米纤维素‑还原氧化石墨烯复合薄膜及其制备方法和应用

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109438770A (zh) * 2018-11-27 2019-03-08 东北林业大学 一种基于手性向列纤维素纳米晶的圆偏振上转化发光薄膜及其制备方法
CN109438770B (zh) * 2018-11-27 2020-07-10 东北林业大学 一种基于手性向列纤维素纳米晶的圆偏振上转化发光薄膜及其制备方法
CN110776656A (zh) * 2019-09-16 2020-02-11 陕西科技大学 一种柔性胆甾相纳米晶体纤维素膜及制备方法
CN112266502A (zh) * 2020-10-15 2021-01-26 江南大学 一种多重响应纳米纤维素复合膜及其制备方法
CN112280072B (zh) * 2020-10-29 2022-03-29 华南理工大学 一种波长可控纤维素虹彩膜及其制备方法
CN112280072A (zh) * 2020-10-29 2021-01-29 华南理工大学 一种波长可控纤维素虹彩膜及其制备方法
CN112661993A (zh) * 2020-12-24 2021-04-16 南京信息工程大学 一种cnc/多元醇复合薄膜及其制备方法
CN112778556A (zh) * 2021-01-27 2021-05-11 陕西科技大学 D-木糖醇诱导增强纳米纤维素手性液晶膜的制备方法
CN112778556B (zh) * 2021-01-27 2022-12-02 陕西科技大学 D-木糖醇诱导增强纳米纤维素手性液晶膜的制备方法
CN113321827A (zh) * 2021-05-17 2021-08-31 江南大学 一种纤维素基手性液晶薄膜的制备方法
CN113480756A (zh) * 2021-06-11 2021-10-08 北京航空航天大学 一种纤维素纳米晶螺旋自组装体与丙三醇复合薄膜的制备方法和应用
CN113480756B (zh) * 2021-06-11 2022-12-27 北京航空航天大学 一种纤维素纳米晶螺旋自组装体与丙三醇复合薄膜的制备方法和应用
CN114316373A (zh) * 2021-12-20 2022-04-12 中国农业大学 可湿度响应的纳米纤维素复合薄膜的制备方法及所得产物
CN114702731A (zh) * 2022-04-13 2022-07-05 烟台先进材料与绿色制造山东省实验室 一种光子晶体薄膜材料及其制备方法和在可快速可视化混合溶剂鉴别中的应用
CN114702731B (zh) * 2022-04-13 2023-03-10 烟台先进材料与绿色制造山东省实验室 一种光子晶体薄膜材料及其制备方法和在可快速可视化混合溶剂鉴别中的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN108314803B (zh) 2019-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108314803B (zh) 一种手性向列纤维素纳米晶体-丙三醇复合薄膜及其制备方法和应用
CN107916561B (zh) 一种磁性超疏水织物及其制备方法
CN106084135B (zh) 基于纤维素纳米晶的湿度响应光子晶体材料及其制备方法
CN107163298A (zh) 一种手性向列纳米纤维素‑还原氧化石墨烯复合薄膜及其制备方法和应用
CN112266502B (zh) 一种多重响应纳米纤维素复合膜及其制备方法
CN105214508B (zh) 含竹浆纳米纤维素涂层的静电纺丝超滤膜的制备方法
CN103172886A (zh) 一种快速制备多彩纳米晶纤维素薄膜的方法
CN110204753A (zh) 一种纤维素纳米纤丝基疏水复合膜材料及其制备方法
CN109440525A (zh) 一种耐磨超疏水纸及其制备方法
CN105670016A (zh) 一种纤维素纳米晶体/壳聚糖复合膜的制备方法
CN110284209A (zh) 一种温度调控、抗菌等多功能的粘胶纤维、其制备方法和面料
CN104988662B (zh) 纳米纤维膜的制备方法
CN109944073B (zh) 一种溶剂致变色光子晶体织物及其制备和应用
CN106380613A (zh) 一种苎麻骨纤维素纳米晶自组装结构色薄膜的制备方法
CN107803329A (zh) 基于纤维素纳米晶须基底的石墨烯/纳米银导电膜及其制备方法
CN105199123A (zh) 一种纤维素纳米结晶彩虹色防伪标识的制备方法
CN109294277A (zh) 一种表面改性的二氧化钒及其制备方法
CN103205912A (zh) 利用海带渣制备纳米纤维素晶须水溶胶的方法
CN103387687A (zh) 一种壳聚糖纳米纤维树脂复合膜材料的制备方法
CN113681997B (zh) 一种具有湿度响应特性的结构色薄膜及其制备方法
CN107875673A (zh) 一种超亲水超疏油型纳米纤维膜的制备方法
CN106000105A (zh) 一种孔径可调控高通量纳米纤维复合超滤膜的制备方法
Wang et al. Effects of mechanical fibrillation time by disk grinding on the properties of cellulose nanofibrils
CN107201563B (zh) 一种基于纤维素纳米晶的彩色纤维的制备方法
CN109781316A (zh) 一种纤维素基柔性压力传感器材的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant