一種各向異性海藻酸鹽薄膜的制備方法及應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及液晶薄膜制備技術領域，特別涉及一種各向異性海藻酸鹽薄膜的制備方法及應用。
【背景技術】
[0002]海藻酸鈉(SA)是從褐藻或細菌中提取出的一種由a -L-甘露糖醛酸(Μ單元)與β-D-古羅糖醛酸(G單元)通過1，4_糖苷鍵連接而成的線性天然高分子。海藻酸鈉(SA)因具有豐富的可再生資源，且具有生物降解性，快速凝膠性以及良好的生物相容性等優異性能，而被廣泛應用于食品，醫藥工程，污染治理等領域，對其進行加工利用勢必會帶來較高的經濟價值。
[0003]實際應用中海藻酸鈉(SA)經常被用作紡織品的上漿劑和印花漿、食品乳化穩定劑和增稠劑、也可以可制成薄膜，用于糖果防粘包裝或過濾裝置，而制成一個各向異性薄膜又能賦予海藻酸鈉(SA)薄膜新的性能、提高其應用價值。各向異性薄膜由于其具有物理性質隨方向而變的特點從而得到廣泛的應用，例如可用作取向膜、偏光片、光增亮膜、介電薄膜、滲透膜等。因此對各向異性海藻酸鹽薄膜的研究具有重大應用價值。而海藻酸鹽各向異性薄膜的研究還未見報道。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種各向異性海藻酸鹽薄膜的制備方法及應用，通過本方法得到的海藻酸鹽薄膜各向異性明顯，在正交偏光下觀察具有明顯的彩色條紋。
[0005]本發明所采用的技術解決方案是:
[0006]—種各向異性海藻酸鹽薄膜的制備方法，包括以下步驟:
[0007](I)海藻酸鈉溶液的制備:將海藻酸鈉加入到去離子水中，經攪拌溶解、溶脹，得到海藻酸鈉溶液；
[0008](2)海藻酸鹽薄膜的制備:將步驟⑴制備的海藻酸鈉溶液涂覆在一介質表面，再用另一介質蓋在海藻酸鈉溶液的上面，放入真空烘箱中靜置除氣泡，然后放入凝固浴溶液中擴散，隨后取出經過室溫干燥，得到各向異性海藻酸鹽薄膜。
[0009]步驟(I)中，海藻酸鈉溶液的質量百分比濃度為1% -60%。海藻酸鈉(SA)為從褐藻或細菌中提取出的天然生物質，包括不同Μ/G組成的以及降解的不同分子量的海藻酸鈉(SA) ο
[0010]步驟⑴中，攪拌溶解溫度為室溫，攪拌溶解時間為2-24h ;溶脹溫度為50 0C -55 °C，溶脹時間為2-4h。
[0011]步驟(2)中，所述介質為四氟乙烯、聚苯乙烯、玻璃、紙張、金屬或硅片，其大小可以根據需要選擇。介質的形狀可以為圓形、正方形、長方形，不規則多邊形等，不同的形狀可以得到不同外觀的各向異性海藻酸鹽薄膜。通過對介質模板的設計可以得到不同圖案(如網格型、文字性)的各向異性薄膜。
[0012]步驟(2)中，海藻酸鈉溶液的涂覆方法為平鋪或旋轉涂布。
[0013]步驟(2)中，所述凝固浴溶液為金屬鹽溶液、酸性水溶液、聚電解質溶液或有機溶劑；所述凝固浴溶液的質量百分比濃度為0.5-20%。所述金屬鹽溶液中的金屬選自鋁、鋇、鈣、銅、鐵、鉛、鋅或鎳；所述聚電解質溶液中的聚電解質為殼聚糖或PDMAEMA ;所述有機溶劑為DMF或醇類，如乙醇一長鏈醇，多元醇等。
[0014]步驟(2)中，靜置除氣泡時間為24h。
[0015]步驟⑵中，所述擴散時間為0.5_96h。擴散時間越長各向異性越明顯。
[0016]步驟(2)中，所述各向異性海藻酸鹽薄膜的厚度在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膽留型的各向異性薄膜。
[0017]上述步驟制得的各向異性海藻酸鹽薄膜可在裝飾、防偽標記、彩色涂料、溫敏傳感器等方面應用。如具體可用于高強度包裝薄膜、過濾膜、濕度敏感器等。
[0018]本發明的有益技術效果是:
[0019](I)本發明得到的各向異性海藻酸鹽薄膜各向異性明顯，正交偏光顯微鏡下觀察具有彩色條紋，宏觀觀察具有明顯的螺紋。
[0020](2)本發明方法具備工藝簡單、可大面積化、成本低廉等優勢，薄膜的大小厚度可控。
[0021](3)本發明制得的有機薄膜力學性能優良，對濕度、溫度等外界環境變化響應敏感，可用于裝飾、防偽標記、彩色涂料、溫敏傳感器等方面。
【附圖說明】
[0022]圖1為實施例1制得的各向異性海藻酸鹽薄膜在偏光顯微鏡下觀察到的偏光圖片。
【具體實施方式】
[0023]下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
[0024]實施例1
[0025]海藻酸鈉(SA)溶液的制備:稱取1g分子量為200kDa的海藻酸鈉(SA)粉末邊攪拌邊加入到90ml去離子水中，經過12h室溫攪拌溶解，再經過2h的50°C溶脹，最后得到質量百分比濃度為10%的海藻酸鈉(SA)溶液。
[0026]海藻酸鹽薄膜的制備:取上述質量百分比濃度為10%的海藻酸鈉(SA)溶液均勻涂覆于直徑為5cm的普通圓形載玻片上，然后再用另一個相同的圓形載玻片蓋到海藻酸鈉(SA)溶液上面，壓實，放入真空干燥箱中，靜置24h除泡。再將上述樣品放入配制好的質量百分比濃度為5%的CaCl2溶液中擴散24h后成膜，經過室溫干燥得到直徑為5cm的圓形海藻酸鈣薄膜，該薄膜在正交偏光顯微鏡下具有彩虹條紋。
[0027]實施例2
[0028]海藻酸鈉(SA)溶液的制備:稱取50g分子量為50kDa的海藻酸鈉(SA)粉末邊攪拌邊加入到50ml去離子水中，經過24h室溫攪拌溶解，再經過4h的50°C溶脹，最后得到質量分數為50%的海藻酸鈉(SA)溶液。
[0029]海藻酸鹽薄膜的制備:取上述質量分數為50%的海藻酸鈉(SA)溶液均勻涂覆于邊長為1cm的普通正方形金屬片上，然后再用另一個形狀相同的金屬片蓋到海藻酸鈉(SA)溶液上面，壓實，放入真空干燥箱中，靜置24h除泡。再將上述樣品放入配制好的濃度為10%的AlCl3中擴散96h后成膜，經過室溫干燥得到邊長為1cm的正方形海藻酸鋁薄膜，該薄膜在正交偏光顯微鏡具有彩虹條紋。
[0030]實施例3
[0031]海藻酸鈉(SA)溶液的制備:稱取Ig分子量為500kDa的海藻酸鈉(SA)粉末邊攪拌邊加入到99ml去離子水中，經過2h室溫攪拌溶解，再經過0.5h的50°C溶脹，最后得到質量分數為I %的海藻酸鈉(SA)溶液。
[0032]海藻酸鹽薄膜的制備:取上述質量分數為I %的海藻酸鈉(SA)溶液均勻涂覆于邊長為20*100cm的普通長方形塑料片上，然后再用另一個形狀相同的長方形塑料片蓋到海藻酸鈉(SA)溶液上面，壓實，放入真空干燥箱中，靜置24h除泡。再將上述樣品放入配制好的濃度為0.5%的MgCl2中擴散48h后成膜，經過室溫干燥得到邊長為20*100cm的長方形海藻酸鎂薄膜，該薄膜在正交偏光顯微鏡具有彩虹條紋。
[0033]實施例4
[0034]海藻酸鈉(SA)溶液的制備:稱取18g分子量為15kDa海藻酸鈉(SA)粉末邊攪拌邊加入到82