[發(fā)明專利]一種溶解甲殼素的溶劑組合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310034088.4
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103059320A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡杰;黃俊超;張俐娜
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: C08J3/03
• 分類號: C08J3/03;C08L5/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 汪俊鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種溶解甲殼素的溶劑組合物，以及用它溶解甲殼素的方法，屬于天然高分子領(lǐng)域，也屬于農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

甲殼素是1,4-鍵接的2-乙酰氨基-2-脫氧-β-D-葡聚糖，廣泛存在于昆蟲、甲殼綱動物及真菌細(xì)胞壁中。每年地球上由生物合成的甲殼素可達(dá)幾百億噸，是自然界中僅次于纖維素的第二大類可再生天然高分子。大量研究表明，甲殼素具有生物相容性、生物可降解性等性能，還有止血、鎮(zhèn)痛、促進(jìn)傷口愈合、抗菌、吸附重金屬離子等性能。但是，由于甲殼素結(jié)晶度高，含有大量的分子內(nèi)和分子間氫鍵，不溶于水和常用的有機(jī)溶劑，從而限制了甲殼素的應(yīng)用。已知的甲殼素溶劑，如濃硫酸、濃鹽酸、三氯乙酸/二氯甲烷混合溶劑、DMAc/LiCl、硫氰酸鋰飽和水溶液、40%NaOH水溶液等，這些溶劑要么有強(qiáng)腐蝕性、毒性大，要么污染嚴(yán)重，甚至使甲殼素降解，價格昂貴導(dǎo)致生產(chǎn)成本太高。NMMO和離子液體在加熱條件下也能溶解甲殼素，但它們對水和氧化雜質(zhì)敏感，而且存在生產(chǎn)成本高，分離、純化及回收困難等諸多問題。

申請?zhí)枮?00810046708.5的專利公開了組成范圍在4~20%NaOH和2~30%尿素的水溶液，申請?zhí)枮?00810047671.8的專利公開了組成范圍在6~12%NaOH和2~8%尿素的水溶液，它們作為溶劑，加入甲殼素粉末后經(jīng)過冷凍和解凍循環(huán)過程可制得甲殼素溶液。我們已用11wt%NaOH/4wt%尿素水溶液作為甲殼素溶劑，成功制備出甲殼素膜和氣凝膠（J.Mater.Chem.,2012,22,5801；J.Mater.Chem.A,2013,1,1867）。但是，NaOH/尿素水溶液作為溶劑，必須把甲殼素粉末與NaOH/尿素水溶液混合并經(jīng)過冷凍－解凍循環(huán)過程才能溶解甲殼素，而且得到的甲殼素溶液很容易形成凝膠，因此限制其大規(guī)模應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有甲殼素溶劑的不足，提供一種適合工業(yè)化工藝的可快速溶解甲殼素的新溶劑，并且其安全無毒、成本低廉。

并進(jìn)一步提供由此甲殼素溶液制備甲殼素成型品及其衍生物的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供的一種溶解甲殼素的新溶劑，采用的溶劑體系為KOH水溶液，還可以含有LiOH、NaOH、尿素或硫脲中的任意組合。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種溶解甲殼素的溶劑組合物，為一種水溶液，其中含有

2~50wt%KOH，

0～20wt%尿素，

0～6wt%硫脲，

0～10wt%LiOH，

0～20wt%NaOH，

余量為水。

作為一些優(yōu)選方案，

KOH濃度為8～20wt%；

尿素濃度為2～10wt%；

硫脲為2～4wt%；

LiOH為2～6wt%；

NaOH為2～12wt%。

針對本發(fā)明溶劑組合物的一些特例和優(yōu)選方案，對本發(fā)明的溶劑組合物進(jìn)一步說明。

本發(fā)明的溶解甲殼素的溶劑組合物，首先可以為單溶質(zhì)水溶液。

甲殼素溶液由甲殼素溶解在KOH水溶液中制得，其中KOH濃度為2～50wt%，優(yōu)選為8～20wt%；余量為水。

其次，本發(fā)明的溶解甲殼素的溶劑組合物，可以為雙溶質(zhì)水溶液。

甲殼素溶液由甲殼素溶解在KOH/尿素水溶液中制得，其中KOH濃度為2～50wt%，尿素濃度為0.1～20wt%；優(yōu)選KOH濃度為8～20wt%，尿素濃度為2～10wt%；余量為水。

甲殼素溶液由甲殼素溶解在KOH/硫脲水溶液中制得，其中KOH濃度為2～50wt%，硫脲濃度為0.1～6wt%；優(yōu)選KOH為8～20wt%，硫脲為2～4wt%；余量為水。

甲殼素溶液由甲殼素溶解在KOH/LiOH水溶液中制得，其中KOH濃度為2～50wt%，LiOH濃度為0.1～10wt%；優(yōu)選KOH為8～20wt%，LiOH為2～6wt%；余量為水。

甲殼素溶液由甲殼素溶解在KOH/NaOH水溶液中制得，其中KOH濃度為2～50wt%，NaOH濃度為0.1～20wt%；優(yōu)選KOH為8～20wt%，NaOH為2～12wt%；余量為水。

再次，本發(fā)明的溶解甲殼素的溶劑組合物，可以為三溶質(zhì)水溶液。