[發明專利]以離子液體為溶劑制備天然高分子共混膜的方法

有效

• 申請號: 200910058166.8
• 申請日: 2009-01-16
• 公開（公告）號: CN101463137A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 王玉忠;武榮蘭;汪秀麗;王潔
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L1/02;C08L3/02;C08L89/00;C08L97/00
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司
• 代理人: 唐麗蓉;樂全全

技術領域

本發明屬于用天然高分子材料制備薄膜的技術領域，具體涉及一種以離子液體為溶劑制備天然高分子共混膜的方法。

背景技術

合成高分子雖然具有價格便宜，加工簡單，性能優良等特點，在人類生活和生產中的應用也極其廣泛，但多數合成高分子材料都不可降解，由此而帶來的環境污染問題越來越突出。而人工合成的可降解高分子材料大多成本高昂，故其使用又受到了限制。

天然高分子材料不僅能被生物分解或安全燃燒轉化成二氧化碳和水蒸氣，所帶來的環境破壞問題少，而且天然高分子材料還具有巨大的再生能力，因此更容易受到人們的青睞。

纖維素、淀粉、木質素和蛋白質都是自然界中豐富的可再生資源，它們不僅價格低廉、安全、無毒，而且生物相容性和可生物降解性均好，是應用潛力巨大的天然高分子材料。但是因天然高分子極性基團相互間的強烈作用，導致其很難直接溶解在一般溶劑中，或者像大多數合成高分子那樣進行熔融加工。傳統的加工方法中往往需要使用大量有腐蝕性的強酸強堿或其他揮發性有機溶劑，這樣對設備、操作人員和環境都會造成很大危害。

離子液體是一類由陰離子和陽離子組成的鹽，具有較低的熔點(一般低于100℃)和粘度，與傳統溶劑相比，不易揮發，在較寬的溫度范圍內以液態存在，穩定性好，可以通過選擇適宜的陰、陽離子的組合而改變其物理化學性質。國內外的一些研究結果表明離子液體對于天然高分子具有較好的溶解作用，特別是纖維素，其溶解的質量百分比最高可達35％。如US2003157351、WO2007101812、CA2532989、CN101007853、CN1818160、CN1804161、CN121496、CN1844214等文獻公開了使用離子液體溶解纖維素以及制備纖維素纖維的方法。CA1836068A公開了用離子液體作為溶劑提取含木質素物質中的木質素。Biswas等研究了以離子液體為溶劑，將淀粉和玉米蛋白分別在其中溶解后進行酰基化改性(Atanu?Biswas，R.L.Shogren，D.G.Stevenson，J.L.Willett，Pradip，K.Bhowmik.Ionic?liquids?as?solvents?for?biopolymers：Acylation?of?starch?and?zeinprotein[J].Carbohydrate?Polymers，2006，66：546-550)。.

目前以離子液體為溶劑制備天然高分子共混膜的方法還未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種以離子液體為幾種天然高分子的共溶劑來制備共混膜的方法。

本發明提供的以離子液體為溶劑制備天然高分子共混膜的方法，該方法的工藝步驟和條件如下：

(1)將纖維素45-95％、淀粉5-55％和離子液體，或纖維素80-99％、木質素1-20％和離子液體，或纖維素40-90％、淀粉5-55％、木質素0.5-10％和離子液體，或纖維素10-90％，蛋白質10-90％和離子液體混合均勻，在室溫至100℃的溫度下溶解0.5-5小時，配成濃度為4-35％的溶液。以上的百分比均為重量百分比。

(2)將所得的溶液過濾，在室溫至100℃的溫度下脫泡后進行成膜，該膜經溫度為0-85℃的凝固浴中固化，然后水洗、干燥即獲得天然高分子共混膜。

以上方法中所述的凝固浴為水、醇或水和醇的混合溶液，水和醇的混合溶液中醇的重量百分比含量為10-90％，所述的醇為C₁-C₄的有機醇。

以上方法在制膜液的溶解過程中，還可施加攪拌、超聲波振蕩、微波或在真空條件下進行溶解，以增加溶解速度，溶解時間優選為0.5-2.5小時。

以上方法中所述的陽離子為烷基咪唑離子或烷基吡啶離子中的任一種離子液體，其化學結構如下：