CN112044287A - 一种锌配合物改性醋酸纤维素复合膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锌配合物改性醋酸纤维素复合膜及其制备方法，属于醋酸纤维素复合材料技术领域。本发明利用自制的锌配合物作为改性剂，能够有效地改善醋酸纤维素膜材料的性能。本发明所制备得到的锌配合物改性醋酸纤维素复合膜具有优异的紫外线屏蔽性能和抗菌性能，同时还能保持高的光学透明性。在本发明提供的醋酸纤维素改性制备方法中，工艺简单环保，成本低廉，操作方便，适于放大生产，在包装、紫外线防护等领域具有很好的应用前景。

Description

一种锌配合物改性醋酸纤维素复合膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及醋酸纤维素复合材料技术领域，具体涉及一种锌配合物改性醋酸纤维素复合膜及其制备方法。
背景技术
因为配位化合物是一类具有特征化学结构的化合物，由中心原子(或离子，统统称中心原子)和围绕它的分子或离子(称为配位体/配体)完全或部分通过配位键结合而形成。因其在生物医药、荧光、紫外屏蔽以及生物活性等方面具有潜在的应用价值，受到广大科研工作者的广泛关注。
醋酸纤维素是一种环境友好型的生物可降解材料，拥有广泛的应用前景。目前关于醋酸纤维素复合材料的研究已经有很多报道，其应用在香烟过滤嘴、吸附滤膜、渗透膜、生物支撑材料等各种领域。然而，醋酸纤维素存在柔韧性低、水蒸气阻隔性差、紫外线屏蔽、无抗菌性能差等缺点，这严重制约了醋酸纤维素材料在包装、紫外线防护等领域的应用。因此，对醋酸纤维素材料改性研究成为了重要的研究方向。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种锌配合物改性醋酸纤维素复合膜及其制备方法，将锌配合物添加到醋酸纤维素基体中以后，能够有效地改善醋酸纤维素膜材料的紫外线屏蔽性能和抗菌生物活性，同时还能保持高的光学透明性，且制备工艺简单环保，成本低廉，适于放大生产。
本发明技术方案：
一种锌配合物改性醋酸纤维素复合膜，由以下重量份的组分组成：醋酸纤维素148.5～135份，锌配合物1.5～15.0份。
所述醋酸纤维素的乙酰基含量为39.8％，羟基含量为3.5％。
所述锌配合物的化学式为[Zn2(BIT)4]n,式中BIT＝1,2-苯并异噻唑啉-3-酮，单体分子式为：Zn2C28H20N4O4S4。
所述锌配合物的制备方法包括以下步骤：
(1)将15份1,2-苯并异噻唑-3-酮溶于1000份DMF中，在室温下搅拌30min，得无色透明溶液，备用；
(2)将13份氯化锌白色粉末溶解到1000份蒸馏水中，在室温下磁力搅拌30min，均匀溶解，备用；
(3)将步骤(1)与步骤(2)溶液混合，搅拌30min混合均匀后，在70℃下反应48h，然后过滤、用乙醇洗涤、干燥，得到锌配合物。
一种锌配合物改性醋酸纤维素复合膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)室温下，将1.5～15.0份的锌配合物溶解在500份的DMSO中，备用；
(2)室温下，将步骤(1)所制备的锌配合物溶液加入到2000份的丙酮中搅拌均匀，备用；
(3)将148.5～135份的醋酸纤维素加入到步骤(2)所制备的混合溶液中，在室温下搅拌2h，去除气泡，得到均匀成膜液，备用；
(4)将步骤(3)中的成膜液浇注到平底玻璃皿中，在35℃的真空烘箱中干燥24h，即得到锌配合物改性醋酸纤维素复合膜。
本发明具有的有益效果：
本发明利用自制锌配合物作为改性剂，能够明显地改良醋酸纤维素膜材料的性能。本发明所制备得到的锌配合物改性醋酸纤维素复合膜具有优异的紫外线屏蔽性能、抗菌性能，同时还能保持高的光学透明性，且制备工艺简单环保，成本低廉，适于放大生产，在包装、紫外线防护等领域具有很好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
在具体实施例和对比例配方中，醋酸纤维素(CAS号:9004-35-7)购自于上海阿拉丁生化科技股份有限公司，其乙酰基含量为39.8％，羟基含量为3.5％；氯化锌是由北京华威锐科化工有限公司提供的分析纯级试剂；DMSO是由西陇化工股份有限公司提供的分析纯级试剂；1,2-苯并异噻唑-3-酮是由北京华威锐科化工有限公司提供的分析纯级试剂。
锌配合物为自制化合物，其化学式为[Zn2(BIT)4]n,式中BIT＝1,2-苯并异噻唑啉-3-酮，单体分子式为：Zn2C28H20N4O4S4，制备方法包括以下步骤：(1)将15份的1,2-苯并异噻唑-3-酮溶于1000份DMF中，在室温下搅拌30min,得无色透明溶液，备用；(2)将13份氯化锌白色粉末溶解到1000份蒸馏水中，在室温下磁力搅拌30min，均匀溶解，备用；(3)将步骤(1)与步骤(2)溶液混合，搅拌30min混合均匀后，在70℃下反应48h，然后过滤、用乙醇洗涤、干燥，得到锌配合物。
实施例1
一种锌配合物改性醋酸纤维素复合膜，由以下重量份的组分组成：醋酸纤维素148.5份，锌配合物1.5份。
制备方法，包括如下步骤：
(1)室温下，将1.5份的锌配合物溶解在500份的DMSO中，备用；
(2)室温下，将步骤(1)所制备的锌配合物溶液加入到2000份的丙酮中搅拌均匀，备用；
(3)将148.5份的醋酸纤维素加入到步骤(2)所制备的混合溶液中，在室温下搅拌2h，去除气泡，得到均匀成膜液，备用；
(4)将步骤(3)中的成膜液浇注到平底玻璃皿中，在35℃的真空烘箱中干燥24h，即得到锌配合物改性醋酸纤维素复合膜。
实施例2
一种锌配合物改性醋酸纤维素复合膜，由以下重量份的组分组成：醋酸纤维素147份，锌配合物3份。
制备方法，包括如下步骤：
(1)室温下，将3份的锌配合物溶解在500份的DMSO中，备用；
(2)室温下，将步骤(1)所制备的锌配合物溶液加入到2000份的丙酮中搅拌均匀，备用；
(3)将147份的醋酸纤维素加入到步骤(2)所制备的混合溶液中，在室温下搅拌2h，去除气泡，得到均匀成膜液，备用；
(4)将步骤(3)中的成膜液浇注到平底玻璃皿中，在35℃的真空烘箱中干燥24h，即得到锌配合物改性醋酸纤维素复合膜。
实施例3
一种锌配合物改性醋酸纤维素复合膜，由以下重量份的组分组成：醋酸纤维素145.5份，锌配合物4.5份。
制备方法，包括如下步骤：
(1)室温下，将4.5份的锌配合物溶解在500份的DMSO中，备用；
(2)室温下，将步骤(1)所制备的锌配合物溶液加入到2000份的丙酮中搅拌均匀，备用；
(3)将145.5份的醋酸纤维素加入到步骤(2)所制备的混合溶液中，在室温下搅拌2h，去除气泡，得到均匀成膜液，备用；
(4)将步骤(3)中的成膜液浇注到平底玻璃皿中，在35℃的真空烘箱中干燥24h，即得到锌配合物改性醋酸纤维素复合膜。
实施例4
一种锌配合物改性醋酸纤维素复合膜，由以下重量份的组分组成：醋酸纤维素142.5份，锌配合物7.5份。
制备方法，包括如下步骤：
(1)室温下，将7.5份的锌配合物溶解在500份的DMSO中，备用；
(2)室温下，将步骤(1)所制备的锌配合物溶液加入到2000份的丙酮中搅拌均匀，备用；
(3)将142.5份的醋酸纤维素加入到步骤(2)所制备的混合溶液中，在室温下搅拌2h，去除气泡，得到均匀成膜液，备用；
(4)将步骤(3)中的成膜液浇注到平底玻璃皿中，在35℃的真空烘箱中干燥24h，即得到锌配合物改性醋酸纤维素复合膜。
实施例5
一种锌配合物改性醋酸纤维素复合膜，由以下重量份的组分组成：醋酸纤维素139.5份，锌配合物10.5份。
制备方法，包括如下步骤：
(1)室温下，将10.5份的锌配合物溶解在500份的DMSO中，备用；
(2)室温下，将步骤(1)所制备的锌配合物溶液加入到2000份的丙酮中搅拌均匀，备用；
(3)将139.5份的醋酸纤维素加入到步骤(2)所制备的混合溶液中，在室温下搅拌2h，去除气泡，得到均匀成膜液，备用；
(4)将步骤(3)中的成膜液浇注到平底玻璃皿中，在35℃的真空烘箱中干燥24h，即得到锌配合物改性醋酸纤维素复合膜。
实施例6
一种锌配合物改性醋酸纤维素复合膜，由以下重量份的组分组成：醋酸纤维素135份，锌配合物15份。
(1)室温下，将15份的锌配合物溶解在500份的DMSO中，备用；
(2)室温下，将步骤(1)所制备的锌配合物溶液加入到2000份的丙酮中搅拌均匀，备用；
(3)将135份的醋酸纤维素加入到步骤(2)所制备的混合溶液中，在室温下搅拌2h，去除气泡，得到均匀成膜液，备用；
(4)将步骤(3)中的成膜液浇注到平底玻璃皿中，在35℃的真空烘箱中干燥24h，即得到锌配合物改性醋酸纤维素复合膜。
对比例
纯醋酸纤维素膜的制备，包括如下步骤：
(1)室温下，将500份的DMSO加入到2000份的丙酮中搅拌均匀，备用；
(2)将150份的醋酸纤维素加入到步骤(1)所制备的混合溶剂中，在室温下搅拌2h，去除气泡，得到均匀的成膜液，备用；
(3)将步骤(2)中的成膜液浇注到平底玻璃皿中，在35℃的真空烘箱中干燥24h，即得到纯醋酸纤维素膜。
性能测试：
对上述对比例制备得到的纯醋酸纤维素膜和实施例制备得到的醋酸纤维素复合膜进行性能测试，其中紫外可见性能采用紫外分光光度计(Lambda750，珀金埃尔默仪器公司)测试，并参照GB/T 18830-2009计算紫外线(UVA、UVB与UVC)平均透过率，抗菌性按GB/T21510-2008测试。
表1性能测试数据
Figure BDA0002693176830000051
Figure BDA0002693176830000061
由表1可知，将锌配合物添加到醋酸纤维素基体中以后，能够有效地改善醋酸纤维素膜材料的紫外线屏蔽性能和抗菌性能，同时还能保持高的光学透明性。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.一种锌配合物改性醋酸纤维素复合膜，其特征在于，由以下重量份的组分组成：醋酸纤维素148.5～135份，锌配合物1.5～15.0份；
所述醋酸纤维素的乙酰基含量为39.8％，羟基含量为3.5％；
所述锌配合物的化学式为[Zn2(BIT)4]n,式中BIT为1,2-苯并异噻唑啉-3-酮，单体分子式为：Zn2C28H20N4O4S4。
2.根据权利要求1所述的一种锌配合物改性醋酸纤维素复合膜，其特征在于，所述锌配合物的制备方法包括以下步骤：
(1)将15份1,2-苯并异噻唑-3-酮溶于1000份DMF中，在室温下搅拌30min,得无色透明溶液，备用；
(2)将13份氯化锌白色粉末溶解到1000份蒸馏水中，在室温下磁力搅拌30min，均匀溶解，备用；
(3)将步骤(1)与步骤(2)溶液混合，搅拌30min混合均匀后，在70℃下反应48h，然后过滤、用乙醇洗涤、干燥，得到锌配合物。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种锌配合物改性醋酸纤维素复合膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)室温下，将1.5～15.0份的锌配合物溶解在500份的DMSO中，备用；
(2)室温下，将步骤(1)所制备的锌配合物溶液加入到2000份的丙酮中搅拌均匀，备用；
(3)将148.5～135份的醋酸纤维素加入到步骤(2)所制备的混合溶液中，在室温下搅拌2h，去除气泡，得到均匀成膜液，备用；
(4)将步骤(3)中的成膜液浇注到平底玻璃皿中，在35℃的真空烘箱中干燥24h，即得到锌配合物改性醋酸纤维素复合膜。
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