[發明專利]混合縮水甘油與單環氧封端聚硅氧烷制備改性明膠梯度膜

有效

• 申請號: 201510970612.8
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN105567081B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 李天鐸;許靜;班青;李靜;朱聰;藍林欣
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: C09D189/00
• 分類號: C09D189/00;C09D7/65
• 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

本發明涉及混合縮水甘油與單環氧封端聚硅氧烷制備改性明膠梯度膜。將表面活性劑溶解于水中配制成水溶液，在40～60℃、pH為8～11的條件下加入明膠，其用量為溶液質量的1～10%，攪拌4～8h后，同時分批或連續加入單環氧封端聚硅氧烷，單環氧封端聚硅氧烷的用量是明膠質摩爾量的0.2～1.0倍，反應12~30h后，加入縮水甘油，縮水甘油的用量是單環氧封端聚硅氧烷質量的0～1倍，繼續于40～60℃反應6～12h，得到乳白色濁液，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混合液滴在明膠基底上，靜置12～18h后使用液氮冷凍，以冷凍干燥機干燥，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，特別涉及混合縮水甘油與單環氧封端聚硅氧烷制備改性明膠梯度膜。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，提供混合縮水甘油與單環氧封端聚硅氧烷制備改性明膠梯度膜，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：

混合縮水甘油與單環氧封端聚硅氧烷制備改性明膠梯度膜，所述梯度膜的玻璃化轉變溫度90～230℃，硅氧烷組分的濃度在膜縱向方向上呈現梯度分布，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％；

所述的混合縮水甘油與單環氧封端聚硅氧烷制備改性明膠梯度膜的制備方法，包括步驟如下：

(1)將表面活性劑烷基硫酸鈉制配成水溶液，攪拌加熱至40～60℃，所述烷基硫酸鈉的烷基鏈長度為12、14或16；

(2)向上述溶液中加入明膠，所述明膠的用量為上述溶液質量的1～10％；調節反應pH為8～11；

(3)攪拌至明膠完全溶解后，連續或分批加入單環氧封端聚硅氧烷，單環氧封端聚硅氧烷與明膠的摩爾比為0.8:1，加入縮水甘油，縮水甘油的用量是單環氧封端聚硅氧烷質量的0.6～1倍，反應得到單環氧封端聚硅氧烷改性明膠溶液；

(4)將上述單環氧封端聚硅氧烷改性明膠溶液低溫離心，獲得的中層白色物質為單環氧封端聚硅氧烷改性明膠聚合物；

(5)將中層白色物質與去離子水按照質量比為1：1的比例混合均勻，量取0.5ml混合溶液滴加到明膠基底上，于40℃常壓烘箱內烘干，得到改性明膠膜；接觸角測試表明，改性明膠膜的疏水性提高；差熱量熱掃描儀測試表明，改性后明膠膜的出現2個Tg，說明改性明膠膜有微相分離結構；掃描電子顯微鏡-能量色散譜分析表明硅元素從膜底表面到頂表面呈現梯度變化。