CN114177851A - 一种智能调温微胶囊纤维素膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于纤维素膜技术领域，具体涉及一种储能调温微胶囊及其制备方法、纤维素膜及其制备方法和应用。本发明提供的储能调温微胶囊，包括囊壁和囊芯，所述囊芯的材料包括相变材料和纳米成核剂；囊壁的材料为聚丙烯腈。本发明提供的储能调温微胶囊的囊芯材料中包括纳米成核剂，所述纳米成核剂作为晶核能够促进结晶，降低相变过程中的过冷度，提高相变材料储能调温的效率。本发明提供的纤维素膜，包括纤维素和储能调温微胶囊。本发明提供的纤维素膜以纤维素为基体，将储能调温微胶囊均匀分布于纤维素膜中，赋予纤维素膜良好的温度调节功能。

Description

一种智能调温微胶囊纤维素膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于纤维素膜技术领域，具体涉及一种储能调温微胶囊及其制备方法、纤维素膜及其制备方法和应用。
背景技术
目前，薄膜是用量最大的塑料包装材料。近年来，技术的进步使得塑料包装薄膜的功能化发展趋势日渐明显，高要求、高技术含量的塑料包装薄膜正成为许多企业的支柱产业和研发目标，其包装功能是多样的，除对一般薄膜的抗静电、抗粘连和爽滑性要求外，主要通过原材料、助剂或工艺的调整赋予包装薄膜某些特殊的功能。由于温度对产品，特别是蔬菜水果等食品的耐久性和储存性影响较大，因而具有调温储能功能的塑料包装膜的发展和应用受到越来越多的关注。现有的调温储能薄膜主要是在基体中添加相变材料，相变材料是一类特殊的含能材料，在发生相变的过程中，吸收和释放能量，温度可以几乎保持恒定。利用这一特点，将一定量的相变材料与基体材料复合后制成的相变复合材料，成为近年来的研究热点。常见的方法主要有两种：一种是共混，另一种是采用封装技术，将载体基质做成微胶囊、三维结构等，然后将工作物质灌注于其中，这也是目前的主要技术研究方向。
中国发明专利201711156112.6公开了一种复合包装膜及其制备方法，涉及低温包装技术领域，以减缓冰激凌在较高室温下的融化速度。该复合包装膜的制备方法包括：在纸基层的上表面形成电镀铝层，在电镀铝层背离所述纸基层的表面形成相变吸热层；在形成有电镀铝层和相变吸热层的纸基层外包裹一层保护膜。但存在相变层导热效果较差，调温储能性能不理想的缺点。
现有的利用微胶囊技术制得的具有调温储能性能的相变复合塑料膜，大多以PVC、PET、PE薄膜为基体，普遍存在相变材料与基体材料界面结合性差，易出现相变材料与基体分离、逸出等问题，从而存在复合塑料导热性差，调温储能效率低等缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种储能调温微胶囊及其制备方法、纤维素膜及其制备方法和应用，本发明提供的储能调温微胶囊的囊芯材料包括纳米成核剂，纳米成核剂起降低过冷度的作用提高了储能调温微胶囊的调温储能效率；本发明提供的纤维素膜以纤维素为基体，储能调温微胶囊均匀分布于纤维素膜的内部或表面提高了储能调温微胶囊在纤维素膜中的稳定性。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种储能调温微胶囊，包括囊壁和囊芯，所述囊芯的材料包括相变材料和纳米成核剂；囊壁的材料为聚丙烯腈。
优选的，所述纳米成核剂包括纳米二氧化钛、纳米碳酸钙或纳米二氧化硅；
所述纳米成核剂的粒径为15～50nm；
所述相变材料和纳米成核剂的质量比为100:2～5。
本发明提供了上述技术方案所述储能调温微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
将囊芯材料、乳化剂和水进行第一混合，得到第一乳化液；所述囊芯材料包括相变材料和纳米成核剂；
将所述第一乳化液和丙烯腈单体进行第二混合，得到第二乳化液；
将所述第二乳化液和引发剂溶液进行第三混合发生聚合反应，得到储能调温微胶囊。
优选的，所述第一乳化液中囊芯材料的质量浓度为15～22％；
所述第二乳化剂中囊芯材料和丙烯腈单体的总质量和乳化剂的质量比100：1.0～2.5；
所述第二乳化液中囊芯材料与丙烯腈单体的质量比为7:3～7；
所述引发剂溶液中引发剂和丙烯腈单体的质量比为0.05～0.3：10。
优选的，所述第三混合的温度为55～70℃，时间为40～60min。
本发明还提供了一种纤维素膜，包括纤维素和储能调温微胶囊，所述储能调温微胶囊为上述技术方案所述储能调温微胶囊或上述技术方案所述制备方法制备得到的储能调温微胶囊。
优选的，所述纤维素和储能调温微胶囊的质量比为100:7.6～12.3；
所述纤维素膜中还包括植物抗菌剂；所述纤维素和植物抗菌剂的质量比为100:1.5～2.5。
本发明还提供了上述技术方案所述纤维素膜的制备方法，包括以下步骤：
将粘胶原液和储能调温微胶囊混合，得到纤维素膜成型共混溶液；
将所述纤维素膜成型共混溶液进行成型，得到所述纤维素膜。
优选的，所述成型后还包括：将成型后产物通过抗菌处理浴液，进行抗菌处理；所述抗菌处理浴液中包括植物抗菌剂。
本发明还提供了上述技术方案所述纤维素膜或上述技术方案所述制备方法制备得到的纤维素膜在包装材料中的应用。
本发明提供了一种储能调温微胶囊，所述储能调温微胶囊的囊芯材料为相变材料和纳米成核剂；囊壁材料为聚丙烯腈。本发明提供的储能调温微胶囊的囊芯材料中包括纳米成核剂，所述纳米成核剂作为晶核能够促进结晶，降低相变过程中的过冷度，提高了相变材料储能调温的效率。
本发明还提供了一种纤维素膜，包括纤维素和储能调温微胶囊，所述储能调温微胶囊为上述技术方案所述储能调温微胶囊或上述技术方案所述制备方法制备得到的储能调温微胶囊。本发明提供的纤维素膜以纤维素为基体，将储能调温微胶囊均匀分布于纤维素膜中，赋予纤维素膜良好的温度调节功能。
具体实施方式
本发明提供了一种储能调温微胶囊，包括囊壁和囊芯，所述囊芯的材料包括相变材料和纳米成核剂；囊壁的材料为聚丙烯腈。
在本发明中，所述相变材料优选为正十八烷、正十九烷或正二十烷。在本发明中，所述纳米成核剂优选包括纳米二氧化钛、纳米碳酸钙或纳米二氧化硅，更优选为纳米二氧化钛。在本发明中，所述纳米成核剂的粒径优选为15～50nm，更优选为25～35nm。在本发明中，所述相变材料和纳米成核剂的质量比优选为100:2～5，更优选为100:3.5～4。
本发明还提供了上述技术方案所述储能调温微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
将囊芯材料、乳化剂和水进行第一混合，得到第一乳化液；所述囊芯材料包括相变材料和纳米成核剂；
将所述第一乳化液和丙烯腈单体进行第二混合，得到第二乳化液；
将所述第二乳化液和引发剂溶液进行第三混合发生聚合反应，得到储能调温微胶囊。
本发明将囊芯材料、乳化剂和水进行第一混合，得到第一乳化液；所述囊芯材料包括相变材料和纳米成核剂。在本发明中，所述囊芯材料优选按照如下方法制备得到：将相变材料和纳米成核剂进行第四混合，得到所述囊芯材料。在本发明中，所述相变材料和纳米成核剂的质量比优选为100～2～5，更优选为100～3.5～4。在本发明中，所述第四混合的温度优选为35～40℃，更优选为37～39℃；所述第四混合优选在搅拌的的条件下进行，所述搅拌的转速优选为600～850r/min，更优选为755～800r/min。
在本发明中，所述水优选为蒸馏水。在本发明中，所述乳化剂优选包括吐温-80或者苯乙烯马来酸酐钠盐，更优选为吐温-80；在本发明中，所述第一乳化液中囊芯材料的质量浓度优选为15～22％，更优选为18～20％。
本发明在第一混合过程中优选进行粒径测试，所述第一乳化液中粒径优选为1.132μm≤D90≤1.255μm，更优选为1.198μm≤D90≤1.235μm。本发明对所述粒径测试的方法没有特殊的限制，采用本领域常规的技术手段即可。在本发明中，所述第一混合的温度优选为35～40℃，更优选为37～39℃；所述第一混合优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速优选为1800～2300r/min，更优选为2000～2100r/min。本发明对所述第一混合的时间无特殊限定，只要能够使第一乳化液的粒径达到要求即可。
得到第一乳化液后，本发明将所述第一乳化液和丙烯腈单体进行第二混合，得到第二乳化液。在本发明中，所述囊芯材料和丙烯腈单体的总质量和乳化剂的质量比优选为100：1.0～2.5，更优选为100：1.8～2.0；所述第二乳化液中囊芯材料和丙烯腈单体的质量比优选为7:3～7，更优选为7:4～5。在本发明中，所述第二混合的温度优选和第一混合的温度一致，所述第二混合优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速优选与第一混合的转速一致。在本发明中，所述第二混合的时间优选为25～35min，更优选为30～33min。
得到第二乳化液后，本发明将所述第二乳化液和引发剂溶液进行第三混合发生聚合反应，得到储能调温微胶囊。在本发明中，所述引发剂溶液中的引发剂优选包括偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈，更优选为偶氮二异丁腈。在本发明中，所述引发剂溶液的溶剂优选包括乙醇、甲醇或丙三醇，更优选为乙醇；所述引发剂溶液的浓度优选为10～20％，更优选为15～18％。在本发明中，所述引发剂和丙烯腈单体的质量比优选为0.05～0.3：10，更优选为0.15～0.25：10。
在本发明中，所述第三混合优选包括以下步骤：将引发剂添加至第二乳化液中。在本发明中，所述添加的过程中优选伴随搅拌，所述搅拌的转速优选为1800～2300r/min，更优选为2000～2150r/min。
在本发明中，所述第三混合过程中发生聚合反应，所述聚合反应的温度优选为55～70℃，更优选为62～66℃；所述聚合反应的时间优选为40～60min，更优选为45～52min。在本发明中，所述聚合反应的时间从添加引发剂开始计时，所述添加的时间优选为5～10min，更优选为6～8min。在本发明中，所述聚合反应过程中优选伴随搅拌，所述搅拌的转速优选与滴加过程中搅拌的转速一致。在本发明中，所述聚合反应为丙烯腈单体聚合生成聚丙烯腈，所述聚丙烯腈会包覆囊芯材料形成微胶囊。
在本发明中，所述第三混合后还优选包括：将第三混合后的产物进行固液分离，得到储能调温微胶囊。本发明对所述固液分离的方式无特殊限定，只要能够实现固液分离即可。
在本发明中，所述储能调温微胶囊的粒径优选为1.399μm≤D90≤1.510μm，更优选为1.403μm≤D90≤1.453μm。
本发明还提供了一种纤维素膜，包括纤维素和储能调温微胶囊，所述储能调温微胶囊为上述技术方案所述储能调温微胶囊或上述技术方案所述制备方法制备得到的储能调温微胶囊。在本发明中，所述纤维素和储能调温微胶囊的质量比优选为100:7.6～12.3，更优选为100:8～10。
在本发明中，所述纤维素膜中还优选包括植物抗菌剂，所述植物抗菌剂优选包括茶多酚、绿原酸或者薄荷醇，更优选为茶多酚或绿原酸。在本发明中，所述植物抗菌剂优选与纤维素交联。在本发明中，所述纤维素和植物抗菌剂的质量比优选为100:1.5～2.5，更优选为100:2～2.3。
在本发明中，所述纤维素膜的定量优选为30～50g/m2，更优选为35～45g/m2。
本发明还提供了上述技术方案所述纤维素膜的制备方法，包括以下步骤：
将粘胶原液和储能调温微胶囊混合，得到纤维素膜成型共混溶液；
将所述纤维素膜成型共混溶液进行成型，得到所述纤维素膜。
本发明将粘胶原液和储能调温微胶囊混合，得到纤维素膜成型共混溶液。在本发明中，所述粘胶原液的制备原料优选为纤维素浆粕，所述纤维素浆粕的平均聚合度优选为600～760，更优选为670～700。
在本发明中，所述粘胶原液中优选包括甲种纤维素、氢氧化钠和硫化物；所述甲种纤维素的质量百分含量优选为8.75～8.9％，更优选为8.8～8.82％；所述氢氧化钠的质量百分含量优选为5.3～5.5％，更优选为5.4～5.43％；所述硫化物包括二硫化碳或多硫化物，所述硫化物的质量百分含量优选为2.25～2.35％，更优选为2.28～2.32％。在本发明中，所述粘胶原液的落球粘度优选为52～60s，更优选为56～58s；熟成度优选为20～30mL(10％NH4Cl)，更优选为23～26mL(10％NH4Cl)；酯化度优选为50～60，更优选为56～58。
在本发明中，所述储能调温微胶囊和粘胶原液中的甲种纤维素的质量比优选为8.0～13.0:100，更优选为10.0～12.0:100。本发明对所述混合无特殊限定，只要能够混合均匀即可。在本发明实施例中，所述混合优选在动态混合器中进行。
得到纤维素膜成型共混溶液后，本发明将所述纤维素膜成型共混溶液进行成型，得到所述纤维素膜。在本发明中，所述成型优选为湿法成型，所述湿法成型优选为将纤维素膜成型共混溶液通过凝固浴进行成型。在本发明中，所述凝固浴优选包括硫酸、硫酸钠和硫酸锌，所述凝固浴中硫酸的质量浓度优选为110～120g/L，更优选为113～116g/L；所述硫酸钠的质量浓度优选为230～260g/L，更优选为239～250g/L；所述硫酸锌的质量浓度优选为20～25g/L，更优选为22.7～24g/L。在本发明中，所述凝固浴的温度优选为45～55℃，更优选为50～53℃；通过凝固浴的时间优选为5～10s，更优选为6～8s。在本发明中，通过凝固浴的时间为成型时间。
在本发明中，所述成型后还优选包括：将成型后产物通过抗菌处理浴液，进行抗菌处理；所述抗菌处理浴液中包括植物抗菌剂。在本发明中，所述抗菌处理液还优选包括交联剂、亚磷酸钠和渗透剂。在本发明中，所述植物抗菌剂优选包括茶多酚、绿原酸或者薄荷醇，更优选为茶多酚或绿原酸；所述交联剂优选包括柠檬酸或丁基四羧酸，更优选为柠檬酸；所述渗透剂优选包括渗透剂JFC、脂肪醇聚氧乙烯醚或快速渗透剂T，更优选为渗透剂JFC或速渗透剂T。
在本发明中，所述抗菌处理浴液中植物性抗菌剂的质量浓度优选为20.0～30.0g/L，更优选为25.5～28.0g/L；所述交联剂的质量浓度优选为15.0～30.0g/L，更优选为23.6～25g/L；所述次亚磷酸钠的质量浓度优选为10.0～15.0g/L，更优选为12.6～14.0g/L；所述渗透剂的质量浓度优选为2.0～5.5g/L，更优选为3.8～4.5g/L。在本发明中，所述抗菌处理液的温度优选为75～95℃，更优选为80～88℃；通过抗菌处理液的时间优选为90～120s，更优选为105～110s。
在本发明中，植物抗菌剂在交联剂的作用下与纤维素发生架桥交联，植物抗菌剂和纤维素表面含有羟基，交联剂含有羧基，所述交联剂主要起“桥梁”作用。
在本发明中，所述抗菌处理前还优选包括：将成型后产物依次进行一道水洗、脱硫、二道水洗、漂白和酸洗。在本发明中，所述一道水洗用水优选为软水，所述一道水洗的温度优选为80～90℃，更优选为85～88℃；时间优选为15～30s，更优选为22～25s。
在本发明中，所述脱硫用脱硫浴优选包括硫化钠水溶液或亚硫酸钠水溶液；所述硫化钠水溶液的质量浓度优选为2.0～3.0g/L，更优选为2.2～2.5g/L；所述亚硫酸钠水溶液的质量浓度优选为5.0～8.0g/L，更优选为6.0～7.0g/L；所述脱硫浴的温度优选为75～85℃，更优选为81～83℃；所述脱硫的时间优选为20～30s，更优选为23～26s。
在本发明中，所述二道水洗用水优选为软水，所述二道水洗的温度优选为50～60℃，更优选为55～58℃；时间优选为15～30s，更优选为20～25s。
在本发明中，所述漂白用溶液优选为双氧水，所述双氧水的质量浓度优选为2.0～3.0g/L，更优选为2.5～2.8g/L；所述漂白的温度优选为40～50℃，更优选为46～48℃；时间优选为5～10s，更优选为6～8s。
在本发明中，所述酸洗用溶液优选为盐酸水溶液或硫酸水溶液，所述盐酸水溶液和硫酸水溶液的质量浓度优选独立的为0.5～1.0g/L，更优选为0.6～0.8g/L；所述酸洗的温度优选为35～45℃，更优选为40～43℃；时间优选为15～30s，更优选为20～25s。
在本发明中，所述抗菌处理后还优选包括：将抗菌处理的产物依次进行软化、烘干和卷取。在本发明中，所述软化用浴液中的溶质优选包括甘油、二甘醇和三甘醇中的一种或多种，更优选为甘油、甘油和二甘醇混合物。当溶质包括两种以上上述具体物质时，本发明对所述具体物质的质量比无特殊限定，采用任意配比即可。在本发明中，所述软化用浴液中还优选包括抗粘剂，所述抗粘剂优选为W1813硅溶胶，所述W1813硅溶胶的质量浓度优选为2.0～4.0g/L，更优选为3.2～3.8g/L。在本发明中，所述浴液的pH值优选为6.0～8.0，更优选为7.0；温度优选为50～60℃，更优选为55～58℃。
在本发明中，所述烘干的温度优选为90～110℃，更优选为100～105℃；时间优选为60～150s，更优选80～为100s。在本发明中，所述烘干后还优选包括：将烘干的产物进行调湿。在本发明中，所述调湿的温度优选为35～50℃，更优选为40～45℃；相对湿度优选为50～60RH％，更优选为53～55RH％。
本发明还提供了上述技术方案所述纤维素膜或上述技术方案所述制备方法制备得到的纤维素膜在包装材料中的应用。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明的实施例对各原料用量的级别无限定，采用任意重量级均可进行制备，只要按照具体的原料配比即可。
制备储能调温微胶囊：
实施例1
将正十八烷和平均直径为15nm的纳米二氧化钛按照质量比为100:2在转速为600r/min、温度为35℃下混合形成囊芯材料；
将所述囊芯材料、吐温-80和蒸馏水在温度为35℃、搅拌速度为1800r/min的条件下进行乳化形成第一乳化液，乳化过程中不断进行粒径测试，直至D90为1.255μm；所述第一乳化液中囊芯材料的质量百分含量为15％；吐温-80占囊芯材料和丙烯腈单体总重量的质量百分含量为1.0％；
将所述第一乳化液和丙烯腈单体在温度为35℃、搅拌转速为1800r/min的条件下乳化25min，得到第二乳化液；所述第二乳化液中囊芯材料与丙烯腈单体的质量比为7:7；
在55℃下将10％偶氮二异丁腈的乙醇溶液在10min内添加至第二乳化液中，进行60min聚合反应，得到储能调温微胶囊分散液；添加引发剂和聚合反应过程中伴随转速为1800r/min的搅拌，储能调温微胶囊的粒径D90为1.510μm；偶氮二异丁腈与丙烯腈单体的质量百分含量比为0.05:10；
将储能调温微胶囊分散液进行固液分离，得到储能调温微胶囊。
实施例2
将正十九烷和平均直径为30nm的纳米二氧化钛按照质量比为100:3.5在转速为755r/min、温度为37℃下混合形成囊芯材料；
将所述囊芯材料、苯乙烯马来酸酐钠盐和蒸馏水在温度为37℃、搅拌速度为2000r/min的条件下进行乳化形成第一乳化液，乳化过程中不断进行粒径测试，直至D90为1.198μm；所述第一乳化液中囊芯材料的质量百分含量为18％；苯乙烯马来酸酐钠盐占囊芯材料和丙烯腈单体总重量的质量百分含量为1.8％；
将所述第一乳化液和丙烯腈单体在温度为37℃、搅拌转速为2000r/min的条件下乳化30min，得到第二乳化液；所述第二乳化液中囊芯材料与丙烯腈单体的质量比为7:5；
在62℃下将15％偶氮二异丁腈的甲醇溶液在8min内添加至第二乳化液中，进行52min聚合反应，得到储能调温微胶囊分散液；添加引发剂和聚合反应过程中伴随转速为2000r/min的搅拌，储能调温微胶囊的粒径D90为1.453μm；偶氮二异丁腈与丙烯腈单体的质量百分含量比为0.2:10；
将储能调温微胶囊分散液进行固液分离，得到储能调温微胶囊。
实施例3
将正二十烷和平均直径为50nm的纳米二氧化钛按照质量比为100:5在转速为850r/min、温度为40℃下混合形成囊芯材料；
将所述囊芯材料、苯乙烯马来酸酐钠盐和蒸馏水在温度为40℃、搅拌速度为2300r/min的条件下进行乳化形成第一乳化液，乳化过程中不断进行粒径测试，直至D90为1.132μm；所述第一乳化液中囊芯材料的质量百分含量为22％；苯乙烯马来酸酐钠盐占囊芯材料和丙烯腈单体总重量的质量百分含量为2.5％；
将所述第一乳化液和丙烯腈单体在温度为40℃、搅拌转速为2300r/min的条件下乳化35min，得到第二乳化液；所述第二乳化液中囊芯材料与丙烯腈单体的质量比为7:3；
在70℃下将20％偶氮二异丁腈的丙三醇溶液在5min添加至第二乳化液中，进行40min聚合反应，得到储能调温微胶囊分散液；添加引发剂和聚合反应过程中伴随转速为2300r/min的搅拌，储能调温微胶囊的粒径D90为1.399μm；偶氮二异丁腈与丙烯腈单体的质量百分含量比为0.3:10；
将储能调温微胶囊分散液进行固液分离，得到储能调温微胶囊。
对比例1
按照实施例1的方法制备储能调温微胶囊，不同之处在于，不添加纳米成核剂。
制备具有调温功能的抗菌纤维素膜：
实施例4
以平均聚合度为600的纤维素浆粕为原料，制备得到粘胶原液，所述粘胶原液中包括8.75％甲种纤维素、5.30％氢氧化钠和2.25％硫，所述粘胶原液的落球粘度为52s，熟成度为20mL(10％NH4Cl)，酯化度为50；
利用动态混合器将实施例1制备得到的储能调温微胶囊分散液和粘胶原液混合，得到纤维素膜成型共混溶液；所述纤维素膜成型溶液中储能调温微胶囊占甲种纤维素的质量百分含量为8.0％；
利用成膜设备将所述纤维素膜成型共混溶液依次通过凝固浴(110g/L硫酸、230g/L硫酸钠、20g/L硫酸锌，温度为45℃，成型时间为10s)、一道水洗(软水，温度为80℃，时间为30s)、脱硫(脱硫浴为2.0g/L硫化钠水溶液，温度为75℃，时间为30s)、二道水洗(软水，温度为50℃，时间为30s)、漂白(2.0g/L的双氧水，温度为40℃，时间为10s)、酸洗(1.0g/L盐酸，温度为35℃，时间为30s)、抗菌处理、软化(浴液为pH值为6.0，2.0g/LW1813硅溶胶、20g/L甘油的水溶液；温度为50℃，时间为15s)、烘干(温度为90℃，时间为150s)、调湿(温度35℃，相对湿度50RH％)和卷取，得到具有调温功能的抗菌纤维素膜；其中，抗菌处理为将酸洗后的产物在90s内通过温度为75℃的抗菌处理浴液，抗菌处理浴液包括20.0g/L茶多酚，15.0g/L丁基四羧酸，10.0g/L次亚磷酸钠，5.5g/L渗透剂JFC。
实施例5
以平均聚合度为670的纤维素浆粕为原料，制备得到粘胶原液，所述粘胶原液中包括8.82％甲种纤维素、5.43％氢氧化钠和2.28％硫，所述粘胶原液的落球粘度为56s，熟成度为26mL(10％NH4Cl)，酯化度为56；
利用动态混合器将实施例2制备得到的储能调温微胶囊分散液和粘胶原液混合，得到纤维素膜成型共混溶液；所述纤维素膜成型溶液中储能调温微胶囊占甲种纤维素的质量百分含量为10.0％；
利用成膜设备将所述纤维素膜成型共混溶液依次通过凝固浴(116g/L硫酸、239g/L硫酸钠、22.7g/L硫酸锌，温度为51℃，成型时间为8s)、一道水洗(软水，温度为85℃，时间为22s)、脱硫(脱硫浴为5.0g/L亚硫酸钠水溶液，温度为81℃，时间为26s)、二道水洗(软水，温度为55℃，时间为23s)、漂白(2.5g/L的双氧水，温度为46℃，时间为8s)、酸洗(0.5g/L盐酸，温度为43℃，时间为25s)、抗菌处理、软化(浴液为pH值为7.0，3.2g/LW1813硅溶胶、36.8g/L二甘醇的水溶液；温度为56℃，时间为12s)、烘干(温度为101℃，时间为116s)调湿(温度43℃，相对湿度55RH％)和卷取，得到具有调温功能的抗菌纤维素膜；其中，抗菌处理为将酸洗后的产物在105s内通过温度为88℃的抗菌处理浴液，抗菌处理浴液包括25.5g/L绿原酸，23.6g/L柠檬酸，12.6g/L次亚磷酸钠，3.8g/L渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚。
实施例6
以平均聚合度为760的纤维素浆粕为原料，制备得到粘胶原液，所述粘胶原液中包括8.9％甲种纤维素、5.50％氢氧化钠和2.35％硫，所述粘胶原液的落球粘度为60s，熟成度为30mL(10％NH4Cl)，酯化度为60；
利用动态混合器将实施例3制备得到的储能调温微胶囊分散液和粘胶原液混合，得到纤维素膜成型共混溶液；所述纤维素膜成型溶液中储能调温微胶囊占甲种纤维素的质量百分含量为13.0％；
利用成膜设备将所述纤维素膜成型共混溶液依次通过凝固浴(120g/L硫酸、260g/L硫酸钠、25g/L硫酸锌，温度为55℃，成型时间为5s)、一道水洗(软水，温度为90℃，时间为15s)、脱硫(脱硫浴为8.0g/L亚硫酸钠水溶液，温度为85℃，时间为20s)、二道水洗(软水，温度为60℃，时间为15s)、漂白(3.0g/L的双氧水，温度为50℃，时间为5s)、酸洗(0.8g/L硫酸，温度为45℃，时间为15s)、抗菌处理、软化(浴液为pH值为8.0，4.0g/LW1813硅溶胶、50g/L甘油和三甘醇的水溶液，甘油和三甘醇的质量比为1:1；温度为60℃，时间为10s)、烘干(温度为90℃，时间为150s)、调湿(温度35℃，相对湿度50RH％)和卷取，得到具有调温功能的抗菌纤维素膜；其中，抗菌处理为将酸洗后的产物在120s内通过温度为95℃的抗菌处理浴液，抗菌处理浴液包括30.0g/L薄荷醇，30.0g/L丁基四羧酸，15.0g/L次亚磷酸钠，2.0g/L快速渗透剂T。
对比例2
按照实施例4的方法制备纤维素膜，不同之处在于，将实施例1制备得到的储能调温微胶囊分散液替换为对比例1制备得到的储能调温微胶囊分散液。
按照GB T 20944.3～2008《纺织品抗菌性能的评价》第3部分：振荡法检测实施例4～6和对比例2制备得到的纤维素膜的抑菌性能，其结果列于表1中。
表1实施例4～6和对比例2制备得到的纤维素膜的抑菌性能
Figure BDA0003174907740000121
Figure BDA0003174907740000131
由表1中的数据可知，本发明提供的纤维素膜具有良好的抗菌性能。
按照GB/T19466.3-2004《塑料差示扫描量热法(DSC)第3部分：熔融和结晶温度及热焓的测定》检测实施例4～6和对比例2制备得到的纤维素膜的相变参数，其结果列于表2中。
按照GBT 462-1989《纸和纸板水分的测定法》检测实施例4～6和对比例2制备得到的纤维素膜的含水量，其结果列于表2中。
按照GB/T12914《纸和纸板抗张强度的测定—恒速拉伸法》检测实施例4～6和对比例2制备得到的纤维素膜的伸长率和抗张强度，其结果列于表2中。
表2施例4～6和对比例2制备得到的纤维素膜的性能参数
Figure BDA0003174907740000132
由表2中的数据可知，本发明提供的纤维素膜具有高效率的调温储能性能，同时具有较低的含水量。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种储能调温微胶囊，包括囊壁和囊芯，其特征在于，所述囊芯的材料包括相变材料和纳米成核剂；囊壁的材料为聚丙烯腈。
2.根据权利要求1所述储能调温微胶囊，其特征在于，所述纳米成核剂包括纳米二氧化钛、纳米碳酸钙或纳米二氧化硅；
所述纳米成核剂的粒径为15～50nm；
所述相变材料和纳米成核剂的质量比为100:2～5。
3.权利要求1或2所述储能调温微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
将囊芯材料、乳化剂和水进行第一混合，得到第一乳化液；所述囊芯材料包括相变材料和纳米成核剂；
将所述第一乳化液和丙烯腈单体进行第二混合，得到第二乳化液；
将所述第二乳化液和引发剂溶液进行第三混合发生聚合反应，得到储能调温微胶囊。
4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述第一乳化液中囊芯材料的质量浓度为15～22％；
所述第二乳化剂中囊芯材料和丙烯腈单体的总质量和乳化剂的质量比100：1.0～2.5；
所述第二乳化液中囊芯材料与丙烯腈单体的质量比为7:3～7；
所述引发剂溶液中引发剂和丙烯腈单体的质量比为0.05～0.3：10。
5.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述第三混合的温度为55～70℃，时间为40～60min。
6.一种纤维素膜，包括纤维素和储能调温微胶囊，所述储能调温微胶囊为权利要求1或2所述储能调温微胶囊或权利要求3～5任一项所述制备方法制备得到的储能调温微胶囊。
7.根据权利要求6所述纤维素膜，其特征在于，所述纤维素和储能调温微胶囊的质量比为100:7.6～12.3；
所述纤维素膜中还包括植物抗菌剂；所述纤维素和植物抗菌剂的质量比为100:1.5～2.5。
8.权利要求6或7所述纤维素膜的制备方法，包括以下步骤：
将粘胶原液和储能调温微胶囊混合，得到纤维素膜成型共混溶液；
将所述纤维素膜成型共混溶液进行成型，得到所述纤维素膜。
9.根据权利要求8所述制备方法，其特征在于，所述成型后还包括：将成型后产物通过抗菌处理浴液，进行抗菌处理；所述抗菌处理浴液中包括植物抗菌剂。
10.权利要求6或7所述纤维素膜或权利要求8或9所述制备方法制备得到的纤维素膜在包装材料中的应用。
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