[發(fā)明專利]一種靜電紡絲制備改性魔芋葡甘露聚糖纖維的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210427218.6
• 申請(qǐng)日: 2012-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102926016A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林曉艷;李瑩;羅學(xué)剛;陳哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): D01F6/36
• 分類號(hào): D01F6/36;D01D5/00;D01D1/02;C08F251/00
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所 51106
• 代理人: 劉克勤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物質(zhì)資源利用及超細(xì)纖維制備方法領(lǐng)域，涉及一種靜電紡絲制備改性魔芋葡甘露聚糖纖維的方法。制備的改性魔芋葡甘露聚糖纖維材料適用于生物組織支架、空氣過(guò)濾、傷口敷料、廢水處理等領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

魔芋塊莖中含有豐富的魔芋葡甘露聚糖（以下簡(jiǎn)稱KGM），它是繼淀粉和纖維素之后又一來(lái)源豐富的可再生天然高分子資源。因具有生物降解性、分子量高、可凝膠化等特點(diǎn)，所以在食品、醫(yī)藥、保健、環(huán)保、化工及石油鉆探等領(lǐng)域都有較大規(guī)模的應(yīng)用。KGM制品在廢棄后可以被自然界的微生物降解，屬于環(huán)境友好材料。?

能夠靜電紡絲的高分子需要分子鏈有適度的纏結(jié)，由于一些天然高分子在水溶液體系下，分子鏈呈剛性的伸展構(gòu)象而缺乏適度的纏結(jié)，例如魔芋葡甘露聚糖，海藻酸鈉等，從而導(dǎo)致一些天然高分子在水溶液體系下無(wú)法進(jìn)行靜電紡絲。此外，KGM材料吸水性高，耐水性差，濕強(qiáng)度低，而在某些領(lǐng)域中卻要求材料有一定的力學(xué)強(qiáng)度和疏水性，如溶液過(guò)濾和廢水吸附等領(lǐng)域。因此，必須對(duì)魔芋葡甘露聚糖進(jìn)行疏水改性。這樣得到的改性魔芋葡甘露聚糖不僅保留了原魔芋葡甘露聚糖的可降解性而且克服了魔芋葡甘露聚糖的耐水性差和易親水的缺點(diǎn)，同時(shí)也提高了材料的力學(xué)性能。?

靜電紡絲法具有制造裝置簡(jiǎn)單、紡絲成本較低、工藝可控等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為有效制備超細(xì)纖維材料的主要手段之一。靜電紡絲的基本原理是高分子熔體或溶液在高壓電場(chǎng)的作用下，克服表面張力以及粘滯力而被噴射、拉伸、劈裂，最終在接收裝置上得到納米或微米的纖維。靜電紡絲技術(shù)是制備超細(xì)纖維簡(jiǎn)單有效的方法。現(xiàn)有技術(shù)中，已有對(duì)天然高分子如蠶絲、膠原蛋白、殼聚糖等進(jìn)行靜電紡絲的報(bào)道，但是以改性魔芋葡甘露聚糖進(jìn)行靜電紡絲制備纖維的方法還未見(jiàn)報(bào)道。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種靜電紡絲制備改性魔芋葡甘露聚糖纖維的方法；該方法先制得疏水性魔芋葡甘露聚糖，然后溶于有機(jī)溶劑配制成紡絲溶液，再進(jìn)行靜電紡絲，干燥收集得到性能優(yōu)良的纖維。?

本發(fā)明的內(nèi)容是：一種靜電紡絲制備改性魔芋葡甘露聚糖纖維的方法，其特征是包括下列步驟：?

a、魔芋葡甘露聚糖改性：將1～50重量份的魔芋葡甘露聚糖溶于200～500重量份的體積百分比濃度為20%～50%的乙醇水溶液中，加入氫氧化鈉1～10重量份，在10～50℃的條件下溶脹反應(yīng)10～120分鐘后，用稀鹽酸中和反應(yīng)物料到pH為6～8；過(guò)濾，固體物用體積百分比濃度為10%～50%的乙醇水溶液洗滌3～5次后，于20～100℃的溫度下干燥（直至重量無(wú)變化），得到脫乙酰基魔芋葡甘露聚糖；再在10～70℃的溫度下，將蒸餾水100～500重量份、脫乙酰基魔芋葡甘露聚糖5～20重量份、丙烯酸甲酯10～50重量份、以及引發(fā)劑0.1～5重量份混合于裝有攪拌裝置的容器中反應(yīng)1～5小時(shí)；取出容器內(nèi)的反應(yīng)后物料，加入反應(yīng)后物料體積1～5倍量的乙醇混合、靜置沉降0.5～3小時(shí)后，過(guò)濾，固體物用丙酮洗滌3～5次后(至洗滌液澄清)，?固體物于50～75℃的溫度下干燥（直至重量無(wú)變化），制得改性魔芋葡甘露聚糖；

b、?紡絲溶液的配制：將步驟a制得的改性魔芋葡甘露聚糖粉碎成為80～200目的粉末；將粉末溶于有機(jī)溶劑中混合攪拌0.5～3小時(shí)，再將溶液置于超聲波震蕩器中超聲2～60分鐘,?制成重量百分比濃度為1%～10%的靜電紡絲溶液；

c、靜電紡絲：用注射器抽取步驟b所配制的靜電紡絲溶液，將注射器固定于靜電紡絲裝置上，控制高壓電源電壓為8～30kv、靜電紡絲溶液流速為0.2～2.0mL/h、注射器針頭的噴絲口與收集屏之間的距離為8～25cm、紡絲的環(huán)境溫度為0～40℃，開(kāi)啟靜電紡絲裝置進(jìn)行紡絲，結(jié)束后收集纖維，干燥，即制得纖維。

步驟b所述的有機(jī)溶劑為三氟乙酸、二氯甲烷、N，N—二甲基甲酰胺、六氟異丙醇、三氟乙醇中的一種或兩種以上的混合物。?

步驟c所述的靜電紡絲裝置包括注射泵和注射器等的紡絲溶液供給裝置、纖維收集屏、高壓電源和紡絲針頭。?

所述步驟c制得的纖維的纖維直徑分布在1.269μm～36.16μm。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列特點(diǎn)和有益效果：?