[發明專利]甲殼素膜的制備方法

有效

• 申請號: 201010201894.2
• 申請日: 2010-06-10
• 公開（公告）號: CN101864082A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 張俐娜;常春雨;段博
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C08J3/09
• 分類號: C08J3/09;C08J5/18;C08J7/00;C08L5/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種甲殼素膜的制備方法。

背景技術

甲殼素是自然界中含量僅次于纖維素的天然高分子，但它的直接利用存在很多問題。主要是它不溶于一般溶劑，因此要通過濃堿條件下脫乙酰化轉變為殼聚糖才能應用。因此目前開發和生產甲殼素類材料，主要是以殼聚糖為原料進行的。殼聚糖是通過將甲殼素脫乙酰化處理得到從而大大增加了工業化成本。這樣不僅工藝繁雜，成本高而且濃堿會引起環境污染。開發直接溶解甲殼素的溶劑，從而制備材料的新工藝是具有重要的戰略意義和經濟利益。另外，甲殼素具有良好的生物相容性，可降解性，因此是制備醫用材料的良好候選者。由于甲殼素可與重金屬離子發生螯合作用，基于甲殼素的材料在廢水處理方面也將具有廣闊的應用前景。

然而，目前直接溶解甲殼素的溶劑還鮮有報道，通過純物理方法制備甲殼素膜仍在摸索中。

發明內容

本發明的目的是提供一種甲殼素膜的制備方法，該制備方法避免了使用化學反應，不產生污染，易于工業化。

為實現上述目的，本發明首先提供一種甲殼素溶劑，其為NaOH和尿素的水溶液，其中NaOH的含量優選為6～10wt％，尿素的含量優選為4～14wt％。更優選NaOH的含量為8wt％，尿素的含量為10wt％。

本發明甲殼素膜的制備方法，包括如下步驟：

1)將甲殼素加入到上述的溶劑中，經過低溫下冷凍-解凍過程將甲殼素溶解，得到甲殼素溶液；

2)將甲殼素溶液流延，并使其凝膠化形成膜，用水洗凈以除去膜中殘留的氫氧化鈉和尿素得到甲殼素濕膜；

3)將甲殼素濕膜干燥得甲殼素膜。

上述步驟1)制得的甲殼素溶液的濃度是通常以1～3wt％為佳，優選為2wt％；冷凍-解凍的方法是促進其溶解，通過在-13～-20℃下冷凍2～24小時，然后解凍可使甲殼素溶解。

上述步驟2)甲殼素溶液流延可以在玻璃上進行，也可以在任何光滑表面進行，凝膠化的溫度一般以30～50℃為佳。

甲殼素膜的干燥按常規方法進行即可，通常陰干即可。

在上述步驟3)干燥前還可以進一步將甲殼素濕膜用增塑劑處理。可用的增塑劑包括但不限于：乙二醇苯胺、三乙醇胺、硫二甘醇、甘油等等。優選為甘油，使用濃度為1～5wt％，可以將甲殼素濕膜浸泡到甘油溶液中，或者是將增塑劑噴淋到膜上，增塑劑處理是將可以是2～12小時。

本發明方法中甲殼素的溶解、凝膠化和成膜都是物理過程，未發生化學反應。同時低溫溶解時無任何化學物質揮發，屬于“綠色”過程，整個工藝簡單、方便，有利于工業化生產，而且廢液容易回收循環使用。本發明以氫氧化鈉、尿素、水為原料，價格便宜，對環境無污染。而且產品甲殼素膜安全無毒、具有抗菌、吸附、生物相容性好等多種功能，同時它生物降解，屬環境友好材料。

具體實施方式

以下實施例進一步說明本發明的內容，但不應理解為對本發明的限制。在不背離本發明精神和實質的情況下，對本發明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發明的范圍。若未特別指明，實施例中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段。

實施例1

將2克甲殼素(重均分子量M_w＝2.5×10⁵)投入到98克含有8wt％NaOH和4wt％尿素的混合水溶液中，攪拌均勻，在-20℃下冷凍12小時后，取出解凍，即可制得的甲殼素透明溶液，其濃度為2wt％。將甲殼素溶液流延，在30℃下凝膠化2小時，用蒸餾水洗去凝膠中殘留的氫氧化鈉和尿素，得到甲殼素濕膜，干燥后即得到甲殼素膜，其力學強度為88兆帕，斷裂伸長率為7％。

實施例2

將1.5克甲殼素(重均分子量M_w＝2.5×10⁵)投入到98.5克含10wt％NaOH和14wt％尿素的混合水溶液中，攪拌均勻，在-13℃下冷凍24小時后，取出解凍，即可制得的甲殼素透明溶液，其濃度為1.5wt％。將甲殼素溶液流延，在30℃下凝膠化8小時，用蒸餾水除去凝膠中殘留的氫氧化鈉和尿素，得到甲殼素濕膜，將其浸泡在1wt％甘油水溶液中，干燥后即得到甘油增塑的甲殼素膜CF1，其力學性能為49兆帕，斷裂伸長率為12％。

實施例3