一种各向异性海藻酸盐薄膜的制备方法及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶薄膜制备技术领域，特别涉及一种各向异性海藻酸盐薄膜的制备方法及应用。
【背景技术】
[0002]海藻酸钠(SA)是从褐藻或细菌中提取出的一种由a -L-甘露糖醛酸(Μ单元)与β-D-古罗糖醛酸(G单元)通过1，4_糖苷键连接而成的线性天然高分子。海藻酸钠(SA)因具有丰富的可再生资源，且具有生物降解性，快速凝胶性以及良好的生物相容性等优异性能，而被广泛应用于食品，医药工程，污染治理等领域，对其进行加工利用势必会带来较高的经济价值。
[0003]实际应用中海藻酸钠(SA)经常被用作纺织品的上浆剂和印花浆、食品乳化稳定剂和增稠剂、也可以可制成薄膜，用于糖果防粘包装或过滤装置，而制成一个各向异性薄膜又能赋予海藻酸钠(SA)薄膜新的性能、提高其应用价值。各向异性薄膜由于其具有物理性质随方向而变的特点从而得到广泛的应用，例如可用作取向膜、偏光片、光增亮膜、介电薄膜、渗透膜等。因此对各向异性海藻酸盐薄膜的研究具有重大应用价值。而海藻酸盐各向异性薄膜的研究还未见报道。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种各向异性海藻酸盐薄膜的制备方法及应用，通过本方法得到的海藻酸盐薄膜各向异性明显，在正交偏光下观察具有明显的彩色条纹。
[0005]本发明所采用的技术解决方案是:
[0006]—种各向异性海藻酸盐薄膜的制备方法，包括以下步骤:
[0007](I)海藻酸钠溶液的制备:将海藻酸钠加入到去离子水中，经搅拌溶解、溶胀，得到海藻酸钠溶液；
[0008](2)海藻酸盐薄膜的制备:将步骤⑴制备的海藻酸钠溶液涂覆在一介质表面，再用另一介质盖在海藻酸钠溶液的上面，放入真空烘箱中静置除气泡，然后放入凝固浴溶液中扩散，随后取出经过室温干燥，得到各向异性海藻酸盐薄膜。
[0009]步骤(I)中，海藻酸钠溶液的质量百分比浓度为1% -60%。海藻酸钠(SA)为从褐藻或细菌中提取出的天然生物质，包括不同Μ/G组成的以及降解的不同分子量的海藻酸钠(SA) ο
[0010]步骤⑴中，搅拌溶解温度为室温，搅拌溶解时间为2-24h ;溶胀温度为50 0C -55 °C，溶胀时间为2-4h。
[0011]步骤(2)中，所述介质为四氟乙烯、聚苯乙烯、玻璃、纸张、金属或硅片，其大小可以根据需要选择。介质的形状可以为圆形、正方形、长方形，不规则多边形等，不同的形状可以得到不同外观的各向异性海藻酸盐薄膜。通过对介质模板的设计可以得到不同图案(如网格型、文字性)的各向异性薄膜。
[0012]步骤(2)中，海藻酸钠溶液的涂覆方法为平铺或旋转涂布。
[0013]步骤(2)中，所述凝固浴溶液为金属盐溶液、酸性水溶液、聚电解质溶液或有机溶剂；所述凝固浴溶液的质量百分比浓度为0.5-20%。所述金属盐溶液中的金属选自铝、钡、钙、铜、铁、铅、锌或镍；所述聚电解质溶液中的聚电解质为壳聚糖或PDMAEMA ;所述有机溶剂为DMF或醇类，如乙醇一长链醇，多元醇等。
[0014]步骤(2)中，静置除气泡时间为24h。
[0015]步骤⑵中，所述扩散时间为0.5_96h。扩散时间越长各向异性越明显。
[0016]步骤(2)中，所述各向异性海藻酸盐薄膜的厚度在0.1mm以上。涂覆之后薄膜的厚度在0.1mm以上都可以形成具有胆留型的各向异性薄膜。
[0017]上述步骤制得的各向异性海藻酸盐薄膜可在装饰、防伪标记、彩色涂料、温敏传感器等方面应用。如具体可用于高强度包装薄膜、过滤膜、湿度敏感器等。
[0018]本发明的有益技术效果是:
[0019](I)本发明得到的各向异性海藻酸盐薄膜各向异性明显，正交偏光显微镜下观察具有彩色条纹，宏观观察具有明显的螺纹。
[0020](2)本发明方法具备工艺简单、可大面积化、成本低廉等优势，薄膜的大小厚度可控。
[0021](3)本发明制得的有机薄膜力学性能优良，对湿度、温度等外界环境变化响应敏感，可用于装饰、防伪标记、彩色涂料、温敏传感器等方面。
【附图说明】
[0022]图1为实施例1制得的各向异性海藻酸盐薄膜在偏光显微镜下观察到的偏光图片。
【具体实施方式】
[0023]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0024]实施例1
[0025]海藻酸钠(SA)溶液的制备:称取1g分子量为200kDa的海藻酸钠(SA)粉末边搅拌边加入到90ml去离子水中，经过12h室温搅拌溶解，再经过2h的50°C溶胀，最后得到质量百分比浓度为10%的海藻酸钠(SA)溶液。
[0026]海藻酸盐薄膜的制备:取上述质量百分比浓度为10%的海藻酸钠(SA)溶液均匀涂覆于直径为5cm的普通圆形载玻片上，然后再用另一个相同的圆形载玻片盖到海藻酸钠(SA)溶液上面，压实，放入真空干燥箱中，静置24h除泡。再将上述样品放入配制好的质量百分比浓度为5%的CaCl2溶液中扩散24h后成膜，经过室温干燥得到直径为5cm的圆形海藻酸钙薄膜，该薄膜在正交偏光显微镜下具有彩虹条纹。
[0027]实施例2
[0028]海藻酸钠(SA)溶液的制备:称取50g分子量为50kDa的海藻酸钠(SA)粉末边搅拌边加入到50ml去离子水中，经过24h室温搅拌溶解，再经过4h的50°C溶胀，最后得到质量分数为50%的海藻酸钠(SA)溶液。
[0029]海藻酸盐薄膜的制备:取上述质量分数为50%的海藻酸钠(SA)溶液均匀涂覆于边长为1cm的普通正方形金属片上，然后再用另一个形状相同的金属片盖到海藻酸钠(SA)溶液上面，压实，放入真空干燥箱中，静置24h除泡。再将上述样品放入配制好的浓度为10%的AlCl3中扩散96h后成膜，经过室温干燥得到边长为1cm的正方形海藻酸铝薄膜，该薄膜在正交偏光显微镜具有彩虹条纹。
[0030]实施例3
[0031]海藻酸钠(SA)溶液的制备:称取Ig分子量为500kDa的海藻酸钠(SA)粉末边搅拌边加入到99ml去离子水中，经过2h室温搅拌溶解，再经过0.5h的50°C溶胀，最后得到质量分数为I %的海藻酸钠(SA)溶液。
[0032]海藻酸盐薄膜的制备:取上述质量分数为I %的海藻酸钠(SA)溶液均匀涂覆于边长为20*100cm的普通长方形塑料片上，然后再用另一个形状相同的长方形塑料片盖到海藻酸钠(SA)溶液上面，压实，放入真空干燥箱中，静置24h除泡。再将上述样品放入配制好的浓度为0.5%的MgCl2中扩散48h后成膜，经过室温干燥得到边长为20*100cm的长方形海藻酸镁薄膜，该薄膜在正交偏光显微镜具有彩虹条纹。
[0033]实施例4
[0034]海藻酸钠(SA)溶液的制备:称取18g分子量为15kDa海藻酸钠(SA)粉末边搅拌边加入到82