[發明專利]基底調節法制備單環氧封端聚硅氧烷改性明膠梯度膜

有效

• 申請號: 201510970527.1
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN105419350B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 李靜;許靜;班青;李天鐸;岳磊
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: C08L89/00
• 分類號: C08L89/00;C08L83/06;C08J5/18
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

本發明涉及基底調節法制備單環氧封端聚硅氧烷改性明膠梯度膜。將表面活性劑烷基硫酸鈉溶解于水中配制成水溶液，在40～60℃、pH為8～11的條件下攪拌1～2h，加入明膠，攪拌4～8h，加入分子量為500的單環氧封端聚硅氧烷，得到單環氧封端聚硅氧烷改性明膠溶液。將單環氧封端聚硅氧烷改性明膠溶液低溫離心，取分層后的中間層加水混合均勻后，加入一定比例的乙醇，混合均勻后，量取混合后的溶液滴加到不同基底上，靜置12～18h，置于40～50℃烘箱內烘干，得到梯度膜。該梯度膜具有組分濃度在縱向切面呈現梯度變化，膜拉伸強度高、疏水性好、柔軟等特點。

技術領域

本發明涉及梯度膜，特別涉及基底調節法制備單環氧封端聚硅氧烷改性明膠梯度膜。這種梯度膜具有組分濃度在縱向切面呈現梯度變化，膜拉伸強度高、疏水性好、柔軟等特點，特別適合用作皮包革、服裝革或車飾革的涂飾劑。

背景技術

明膠是從廉價的制革、制藥以及食品的副產物或者廢棄物中得到，是一種可再生資源，具有生物降解性，對環境沒有污染。明膠已成為制備蛋白膜的重要原材料，如同其他天然高分子材料一樣，這類蛋白材料成膜后，存在塑料感強、抗水性和耐腐性差等問題。硅氧烷改性明膠可以在一定程度上提高明膠膜的抗水性和柔韌性[201310012009.X]，但是硅氧烷組分在膜中的無序分布直接影響膜結構、膜性能和膜應用。梯度膜可以使硅氧烷組分沿膜縱向方向呈現連續變化，從而使膜材料的性質和功能也呈現梯度變化。本發明將利用各個大分子間的相互作用，通過大分子自組裝過程制備新型明膠梯度膜。

發明內容

本發明的目的是克服上述不足，提供基底調節法制備單環氧封端聚硅氧烷改性明膠梯度膜，發明制備具有硅氧烷組分濃度在縱向切面呈現梯度變化，膜拉伸強度高、疏水性好、柔軟等特點的梯度膜。

本發明采取的技術方案為：

基底調節法制備單環氧封端聚硅氧烷改性明膠梯度膜，其特征是，包括步驟如下：

（1）將表面活性劑烷基硫酸鈉溶解于水中配制成水溶液，調節其溫度在40～60℃，調節質量百分濃度為0.1～0.5%，其中烷基硫酸鈉的烷基鏈長度為12、14或16；

（2）向表面活性劑溶液中加入明膠，明膠的用量為溶液質量的1～10%，調節體系pH為8～11，攪拌4～8h；

（3）繼續攪拌，分1～8批加入分子量為500的單環氧封端聚硅氧烷，單環氧封端聚硅氧烷的用量為明膠分子中伯氨基摩爾量的0.1~1.5倍，于40～60℃反應12～30h，得到白色乳狀液，其中白色乳狀液的質量濃度為1~30%；

（4）將乳白色溶液低溫離心，取中層產物，加入去離子水混合，去離子水的用量為中層產物質量的1~10倍，得到白色濁液；

（5）向白色濁液中加入乙醇，混合均勻，乙醇與反應液的體積比為（3～5）：1，量取0.5～0.8 ml混合液分別滴加在聚四氟乙烯、明膠、硅片、玻璃等基底上，靜置12～18h，置于40～50℃烘箱內烘干，得到梯度膜。

本發明利用基底調節法制備單環氧封端聚硅氧烷改性明膠梯度膜具有下列顯著優點：首先，單環氧封端聚硅氧烷與明膠不相容，二者在成膜過程中通過分子間相互作用形成微相分離結構，促使材料體現出優異、特異的性能。其次，硅氧烷組分含量在縱向上呈現梯度變化，使膜的兩面呈現不同性質，一面為明膠富集，可以與皮張緊密結合；另一面為硅氧烷富集，硅氧烷是一類以重復的Si-O鍵為主鏈，硅原子上直接連接有機基團的聚合物；有機硅這種特殊結構和組成，使它具有低溫柔順性好、表面張力低、生物相容性好、耐燃、耐候性好、耐水性好、熱穩定好和透氣性好等特點。第三，硅氧烷組分在膜中有序分布，從低表面到頂表面硅元素的質量百分含量的變化范圍為0~20%，使膜具有柔軟等特點，滿足了皮包革、服裝革或車飾革的高端需求。在開發性能優越、價格低廉的雜化蛋白涂飾劑的同時，制備新型明膠膜材料，使制革工業的廢棄物得到高值轉化。