[發明專利]改性殼聚糖纖維與聚乳酸復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201010136499.0
• 申請日: 2010-03-26
• 公開（公告）號: CN101792580A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 周長忍;趙秀娟;羅丙紅;焦延鵬
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L5/08;B29C45/78;D06M15/507;D06M101/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及一種生物醫用復合材料的制備方法，特別是改性殼聚糖纖維與聚乳酸復合材料及其 制備方法。

背景技術

聚乳酸具有良好的生物活性和可降解性，在生物醫學領域得到了廣泛的應用。但是由于力學強 度不高，降解后產生的乳酸分子易引起局部酸性過強而導致無菌性感染，限制了其應用范圍。殼聚 糖是甲殼素的脫乙酰產物，從蝦蟹殼中可提取，來源廣泛，儲量豐富。殼聚糖作為自然界中唯一帶 有正電荷、顯有弱堿性的多糖，具有良好的生物相容性和可生物降解性。將殼聚糖和聚乳酸制備成 復合材料，殼聚糖不僅可以減緩復合材料的降解速率，而且還可以中和聚乳酸降解引起的酸性效應。

由于殼聚糖和聚乳酸之間的親疏水性相差甚遠，兩者之間的相容性很差，將兩者直接復合，制 備的材料界面粘結力很弱，往往具有明顯的界面。因此對殼聚糖進行改性，然后再將殼聚糖和聚乳 酸復合。將殼聚糖纖維和聚乳酸復合，采用傳統的化學方法改性，往往不能維持纖維良好的形態， 破壞纖維的結構。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改性殼聚糖纖維和聚乳酸復合材料的制備方法，既保留殼聚糖纖維 和聚乳酸各自具備的良好性能，又提高兩者之間的界面相容性，從而提高復合材料的力學強度。

本發明的目的還在于提供所述方法制備的改性殼聚糖纖維和聚乳酸復合材料。

本發明的改性殼聚糖纖維與聚乳酸復合材料的制備方法包括如下步驟：

(1)將改性殼聚糖纖維與聚乳酸按混合5-20∶95-80質量比混合，所述改性殼聚糖纖維粘均 分子量為2×10⁵-1×10⁶，高分子量聚乳酸數均分子量為1×10⁵-3×10⁵；

(2)步驟(1)得到的混合物加入注模機，溫度控制在150-210℃，時間控制在2-20min注模成 型。

殼聚糖纖維和聚乳酸的質量比優選5∶95、10∶90或20∶80。

所述改性殼聚糖纖維可由表面截留法制備得到，包括將數均分子量為2500-1×10⁵的聚乳酸溶于 二甲基亞砜或者體積比為9∶1的二氧六環和稀醋酸的混合物中，然后加入占混合物質量5％的殼聚 糖纖維進行溶脹，加入無水乙醇、丙酮或者氯仿，分離出改性殼聚糖纖維，真空干燥；數均分子量 為2500-1×10⁵的聚乳酸占混合物質量的0.01％-5％。

本發明采用表面截留法制備改性殼聚糖纖維的機理如下：通過創造性的探索實驗，尋找溶劑二 甲基亞砜或者體積比為9∶1的二氧六環和稀醋酸的混合物，使基體材料充分的溶脹，同時能夠溶解 改性材料；基體材料和改性材料在這樣的體系中持續一段時間后，由于分子擴散作用，改性材料分 子進入基體材料表面，加入另外一種基體材料的不良溶劑，使基體材料表面迅速收縮，將改性材料 分子截留在表面，形成一種表面互傳網絡結構。表面截留法能夠使親疏水性相差很大的兩種材料結 合起來，改性僅限于材料的表面，制備的表面涂層結構穩定。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

(1)采用表面截留法對材料進行改性，使得兩種親疏水相差甚遠的兩種材料有效的結合起來； 制備的表面聚乳酸涂層穩定，聚乳酸和殼聚糖纖維間的界面粘結性強；

(2)復合材料在成型過程中不需使用有機溶劑，避免副作用和污染；

(3)制備得到的復合材料兼備了殼聚糖纖維和聚乳酸的良好性能，既保留了殼聚糖纖維和聚乳 酸各自具備的良好性能，又大大提高了兩者之間的界面相容性，提高了復合材料的力學強度。

附圖說明

圖1是未改性殼聚糖纖維和聚乳酸復合材料的掃描電鏡圖像；

圖2是改性殼聚糖纖維和聚乳酸復合材料的掃描電鏡圖像。

具體實施方式

實施例1

將質量分數分別為0.01％、0.1％、0.5％聚乳酸溶解于稀醋酸和二氧六環的混合溶液(體積比為1∶ 9)中，質量分數為5％的殼聚糖纖維放入其中溶脹，10min后，加入無水乙醇，取出殼聚糖纖維，真 空干燥。所得截留率分別為11.81％、12.83％、12.86％。

實施例2