一种新型复合膜的制备方法与流程

本发明涉及一种新型复合膜的制备方法，属于复合材料领域。

背景技术：

聚n-异丙基丙烯酰胺(pnipam)是一类温敏大分子。其凝胶能够在温度较低的水中溶胀，并随着环境温度的升高发生脱水收缩，进而发生相转变。利用其相转变性质可制备温度响应性材料。

碳纳米材料(碳纳米管、石墨烯材料等)可较好的吸收近红外激光，具有一定的光热转化能力，且其导热性与稳定性较好，可作为制备热响应性复合材料的重要组分。

纤维素是自然界含量最为丰富的可再生资源，具有稳定的物理化学性能及良好的生物相容性，可用于材料制备领域；通过离子液体的溶解与再生过程，可制备多种形态纤维素材料(再生纤维、颗粒、薄膜等)。

复合膜材料的功能性越来越成为人们研究的重点。环境响应性水凝胶纳米粒子作为组分，可在一定的温度、ph、磁场、离子浓度、压力等外界刺激时发生相转变，从而引起复合膜材料性质的改变；而碳纳米材料，其独特的理化特性，良好的光热转化效能，也使其成为温敏性复合材料的重要组分之一。因此将纳米凝胶、碳纳米材料及纤维素材料通过离子液体的分散与溶解作用，可制备得到温敏性复合膜材料，由于其优越灵敏的响应性能，将会在药物释放、医用敷料、组织工程及其他应用领域上具有广泛的应用前景。

技术实现要素：

本发明使用纤维素、碳纳米材料、聚n-异丙基丙烯酰胺纳米凝胶颗粒在离子液体中共混，得到均匀溶液，进而制备得到共混复合膜。本发明制备的复合膜具有可控制释放的功能，在复合材料领域具有广阔的发展空间。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

(1)按照反应时所需浓度，称取一定质量的纤维素溶于一定质量离子液体，在油浴锅中溶解至均匀；

(2)按照所需浓度，称取一定质量的碳纳米材料和离子液体，使用玛瑙研钵研磨，混合均匀；

(3)按照所需浓度，称取一定质量的聚n-异丙基丙烯酰胺(pnipam)凝胶纳米颗粒和离子液体，水浴条件下混合均匀；

(4)将上述三种溶液共混，在水浴锅中搅拌得到制膜液。置于真空烘箱中干燥。

(5)将制膜液液化，在较高温度的载玻片和制膜液的条件下制膜。多次洗涤，自然干燥。

上述步骤(1)中所述的纤维素可为微晶纤维素、滤纸、棉纤维等；

上述步骤(1)中所述的微晶纤维素质量分数为4-10％；

上述步骤(1)中所述离子液体可以是氯化1-丁基-3-甲基咪唑([bmim]cl)、氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑([amim]cl)等；

上述步骤(1)中所述的油浴加热的温度为110-140℃；

上述步骤(2)中所述的碳纳米材料质量分数为1-10％；

上述步骤(2)中所述的碳纳米材料可为碳纳米管、氧化石墨烯、磁性氧化石墨烯等；

上述步骤(3)中所述的pnipam凝胶质量分数为1-10％；

上述步骤(3)中所述的水浴加热的温度为60-90℃；

上述步骤(4)中所述的制膜液混合搅拌时间为1-10h；

上述步骤(4)中所述的水浴加热的温度为60-90℃；

上述步骤(5)中所述的真空烘箱维持真空干燥6-18h。

本发明的优越性：

新型复合膜加入了pnipam凝胶纳米颗粒及碳纳米材料，在一定条件下具有温控和光控效应，制备远程控释微控器件，可广泛用于生物医药领域，如药物缓控释，靶向给药等，具有很好的应用前景。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明及解释，并不限于本发明的范围。其中：

图1：为本发明中实施例1的结果图。

图2：为本发明中实施例2的结果图。

图3：为本发明中实施例3的结果图。

具体实施方式

下面结合附图与具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。

实施例1：在碳纳米材料采用氧化石墨烯的条件下，将其与微晶纤维素的离子液体溶液和pnipam凝胶离子液体溶液混合，制备得到复合膜。使用hitachis4800型冷场发射扫描电子显微镜对复合膜进行观察。如图1所示。

实施例2：在碳纳米材料采用磁性氧化石墨烯的条件下，制备复合膜。使用nicoletis50型傅里叶红外光谱仪对复合膜进行测试，如图2所示。在3433cm^-1处出现一个较大的吸收峰，由n-h键与氢键相互作用而形成，验证复合膜中pnipam的存在；在1630cm^-1处的吸收峰对应于-coo-fe的不对称和对称伸缩振动；位于590cm^-1吸收峰指代fe-o键的振动。

实施例3：在碳纳米材料采用碳纳米管的条件下，将其与微晶纤维素的离子液体溶液和pnipam凝胶离子液体溶液混合，制备得到复合膜。如图3所示，为其实际照片。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种新型复合膜的制备方法，属于复合材料领域。该方法采用纤维素、碳纳米材料、聚N‑异丙基丙烯酰胺纳米凝胶颗粒在离子液体中共混，得到均匀溶液，进而制备得到共混复合膜。本发明制备的复合膜具有近红外激光响应控制释放的功能，在复合材料领域具有非常广阔的发展空间。

技术研发人员：李秋瑾;刘菲;张健飞;巩继贤;乔曦冉;孙月静
受保护的技术使用者：天津工业大学
技术研发日：2017.08.30
技术公布日：2017.12.22