载银氧化石墨烯聚乙烯醇复合薄膜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于复合材料领域，具体涉及一种载银氧化石墨烯聚乙烯醇复合薄膜的制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，活性食品包装越来越多的进入人们的视野，活性食品包装即将抗菌剂等添加剂加入食品的包装材料中，以达到延长食品货架期的目的。聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性合成高分子聚合物，其分子间存在大量羟基，有较好的吸水性，优异的气体阻隔性，无毒性，降解速度快等特点，相比现今市场上大量使用的聚乙烯，聚氯乙烯等食品包装材料是一种环境友好型材料。然而，较低的力学性能限制了 PVA膜的应用。
[0003]氧化石墨烯由共价键连接的碳原子组成的二维片层堆叠而成，在基面和边缘带有各种亲水性酸性氧化官能团，如羟基、环氧基等，具有比表面积大、离子交换能力强等特点，这些特点赋予了其良好的复合能力。这些含氧官能团使氧化石墨烯能够和极性小分子或聚合物相互作用形成氧化石墨烯插层复合材料或氧化石墨烯剥离复合材料。
[0004]纳米银具有很强的杀菌效果，而且表面积较大以及超强的活性，可作为制备抑菌膜的抗菌材料。最近有不少学者提出利用纳米银和氧化石墨烯两种材料的特性，制成氧化石墨稀-纳米银复合材料，有望研制出抗菌性能优异的新型抗菌材料。此种方法既可以防止纳米银在水溶液中的团聚，又可以提尚抗菌能力。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供一种用氧化纳米银-氧化石墨烯复合材料应用到聚合物薄膜上的方法，达到抗菌效果好，价格低廉，而且易成膜，稳定性好，解决膜改性后应用过程中的诸多问题的目的。
[0006]载银氧化石墨烯聚乙烯醇复合薄膜的制备方法，包括以下步骤:
[0007]将氧化石墨烯分散在去离子水中得到分散均匀的混合液，加入新配置的银氨溶液，40-600C条件下搅拌混合同时滴加聚乙二醇，115-125 V保温反应2_3h，洗涤、干燥后得到载银氧化石墨稀粉末；
[0008]将PVA溶解于去离子水中，加入上述载银氧化石墨烯，充分搅拌混合，85_95°C反应l-2h，冷却、铺膜得到载银氧化石墨烯聚乙烯醇复合薄膜。
[0009]按上述方案，所述氧化石墨烯分散在去离子水中得到混合液的浓度范围为Img/mL ?3mg/mL。
[0010]按上述方案，所述氧化石墨烯:银氨溶液中的AgNO3:聚乙二醇的质量比为100:100:1。
[0011]按上述方案，所述PVA溶解于去离子水中的浓度范围为5g/mL?15g/mL。
[0012]按上述方案，所述PVA:载银氧化石墨稀质量比为10:1?10:0.5。
[0013]本发明相对于现有技术具备有效果如下:
[0014]所制得的复合膜平滑、均匀、并有较大的柔韧性，可以用小刀或剪刀切割成各式各样理想的形状。
[0015]所制得的复合膜具有较好的拉升强度、热稳定性等优异性能。
[0016]所制得的复合膜具有一定的抗菌性能。
【附图说明】
[0017]图1:载银氧化石墨烯聚乙烯醇复合薄膜拉伸强度。
【具体实施方式】
[0018]以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
[0019]实施例1
[0020]取10mg氧化石墨粉末分散在50mL去离子水中，超声Ih充分剥离得到氧化石墨烯(GO)分散液；同时将10mgAgNO3溶解于1mL去离子水中，并将质量分数3%的氨水滴入AgNO3水溶液中直到AgOH/Ag 20沉淀刚好消失，制备成银氨溶液；在60°C下将新制备的银氨溶液与前面制得的50mL氧化石墨烯水溶液混合搅拌，同时加入Ig聚乙二醇(PEG-400)，充分搅拌1.5ho在聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中120°C保温2h，待反应液自然冷却后，用去离子水和乙醇对产物进行多次洗涤，干燥得到载银氧化石墨烯。
[0021]将1g的PVA溶于去离子水中，90°C条件下搅拌2h，PVA全部溶解。取0.1g上述载银氧化石墨烯加入PVA水溶液中，90°C油浴加热条件下搅拌lh，冷却至室温后，流延法铺膜。
[0022]实施例2
[0023]取10mg氧化石墨粉末分散在50mL去离子水中，超声Ih充分剥离得到氧化石墨烯(GO)分散液；同时将10mgAgNO3溶解于1mL去离子水中，并将质量分数3%的氨水滴入AgNO3水溶液中直到AgOH/Ag 20沉淀刚好消失，制备成银氨溶液；在60°C下将新制备的银氨溶液与前面制得的50mL氧化石墨烯水溶液混合搅拌，同时加入Ig聚乙二醇(PEG-400)，充分搅拌1.5ho在聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中120°C保温2h，待反应液自然冷却后，用去离子水和乙醇对产物进行多次洗涤，干燥得到载银氧化石墨烯。
[0024]将1g的PVA溶于去离子水中，90°C条件下搅拌2h，PVA全部溶解。取0.2g上述载银氧化石墨烯加入PVA水溶液中，90°C油浴加热条件下搅拌1.2h，冷却至室温后，流延法铺膜。
[0025]实施例3
[0026]取10mg氧化石墨粉末分散在50mL去离子水中，超声Ih充分剥离得到氧化石墨烯(GO)分散液；同时将10mgAgNO3溶解于1mL去离子水中，并将质量分数3%的氨水滴入AgNO3水溶液中直到AgOH/Ag 20沉淀刚好消失，制备成银氨溶液；在60°C下将新制备的银氨溶液与前面制得的50mL氧化石墨烯水溶液混合搅拌，同时加入Ig聚乙二醇(PEG-400)，充分搅拌1.5ho在聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中120°C保温2h，待反应液自然冷却后，用去离子水和乙醇对产物进行多次洗涤，干燥得到载银氧化石墨烯。
[0027]将1g的PVA溶于去离子水中，90°C条件下搅拌2.5h，PVA全部溶解。取0.3g上述载银氧化石墨烯加入PVA水溶液中，90°C油浴加热条件下搅拌1.5h，冷却至室温后，流延法铺膜。
[0028]实施例4
[0029]取10mg氧化石墨粉末分散在50mL去离子水中，超声Ih充分剥离得到氧化石墨烯(GO)分散液；同时将10mgAgNO3溶解于1mL去离子水中，并将质量分数3%的氨水滴入AgNO3水溶液中直到AgOH/Ag 20沉淀刚好消失，制备成银氨溶液；在40-60 V下将新制备的银氨溶液与前面制得的50mL氧化石墨烯水溶液混合搅拌，同时加入Ig聚乙二醇(PEG-400)，充分搅拌1.52h。在聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中120°C保温2h，待反应液自然冷却后，用去离子水和乙醇对产物进行多次洗涤，干燥得到载银氧化石墨烯。
[0030]将1g的PVA溶于去离子水中，90°C条件下搅拌2.5h，PVA全部溶解。取0.4g上述载银氧化石墨烯加入PVA水溶液中，90°C油浴加热条件下搅拌1.8h，冷却至室温后，流延法铺膜。
[0031]实施例5
[0032]取10mg氧化石墨粉末分散在50mL去离子水中，超声Ih充分剥离得到氧化石墨烯(GO)分散液；同时将10mgAgNO3溶解于1mL去离子水中，并将质量分数3%的氨水滴入AgNO3水溶液中直到AgOH/Ag 20沉淀刚好消失，制备成银氨溶液；在40-60 V下将新制备的银氨溶液与前面制得的50mL氧化石墨烯水溶液混合搅拌，同时加入Ig聚乙二醇(PEG-400)，充分搅拌1.52h。在聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中120°C保温2h，待反应液自然冷却后，用去离子水和乙醇对产物进行多次洗涤，干燥得到载银氧化石墨烯。
[0033]将1g的PVA溶于去离子水中，90°C条件下搅拌3h，PVA全部溶解。取0.5g上述载银氧化石墨烯加入PVA水溶液中，90°C油浴加热条件下搅拌2h，冷却至室温后，流延法铺膜。
[0034]本发明载银氧化石墨烯聚乙烯醇复合薄膜的性能见图1所示。添加不同含量的载银氧化石墨烯并对其进行拉伸强度的测试，PVA空白的拉伸强度为34MPa，随着填充物质量分数含量的增加，PVA的拉伸强度呈现先增大后减小的趋势。少量的载银氧化石墨烯对PVA有良好的补强作用，一是由于功能化氧化石墨烯单片/多片层纳米级均匀分散，比表面积大，与PVA基体有很好的相容性，增加了复合材料的力学性能。另一方面由于载银氧化石墨烯片层表面的活性官能团会与PVA分子中的-OH形成氢键，使其在一定范围内提高了复合材料的拉伸强度。但随着载银氧化石墨烯含量的增加，过量额外化学交联点的形成，使得高分子链被进一步束缚，这必然会导致拉伸强度的下降。
【主权项】
1.载银氧化石墨烯聚乙烯醇复合薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤： 将氧化石墨烯分散在去离子水中得到分散均匀的混合液，加入新配置的银氨溶液，40-60 0C条件下搅拌混合同时滴加聚乙二醇，115-125 °C保温反应2_3h，洗涤、干燥后得到载银氧化石墨烯粉末； 将PVA溶解于去离子水中，加入上述载银氧化石墨烯，充分搅拌混合，85-95°C反应l-2h，冷却、铺膜得到载银氧化石墨烯聚乙烯醇复合薄膜。2.如权利要求I所述载银氧化石墨烯聚乙烯醇复合薄膜的制备方法，其特征在于所述氧化石墨稀分散在去离子水中得到混合液的浓度范围为lmg/mL?3mg/mL。3.如权利要求I所述载银氧化石墨烯聚乙烯醇复合薄膜的制备方法，其特征在于所述氧化石墨烯：银氨溶液中的AgNO3:聚乙二醇的质量比为100 :100 :1。4.如权利要求I所述载银氧化石墨烯聚乙烯醇复合薄膜的制备方法，其特征在于所述PVA溶解于去离子水中的浓度范围为5g/mL?15g/mL。5.如权利要求I所述载银氧化石墨烯聚乙烯醇复合薄膜的制备方法，其特征在于所述PVA :载银氧化石墨烯质量比为10:1?10:0. 5。
【专利摘要】本发明公开了一种载银氧化石墨烯聚乙烯醇复合薄膜的制备方法。将氧化石墨烯分散在去离子水中得到分散均匀的混合液，加入新配置的银氨溶液，40-60℃条件下搅拌混合同时滴加聚乙二醇，115-125℃保温反应2-3h，洗涤、干燥后得到载银氧化石墨烯粉末；将PVA溶解于去离子水中，加入上述载银氧化石墨烯，充分搅拌混合，85-95℃反应1-2h，冷却、铺膜得到载银氧化石墨烯聚乙烯醇复合薄膜。所制得的复合膜平滑、均匀、并有较大的柔韧性，可以用小刀或剪刀切割成各式各样理想的形状；具有较好的拉升强度、热稳定性等优异性能，还具有一定的抗菌性能。
【IPC分类】C08K3/08, C08L29/04, C08J5/18, C08K9/00
【公开号】CN104893213
【申请号】CN201510345694
【发明人】刘治田, 李超, 张旗, 姜岚钰, 蔡雄, 郑华明, 陈喆
【申请人】武汉工程大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月19日