[發(fā)明專利]改性甲殼素纖維的蝦殼一步制備法及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2019-07-09
• 公開（公告）號: CN110372809B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛亞明;劉俊稚;楊家順;韓厚峰;趙學(xué)芳
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江海洋大學(xué)
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08;D01F9/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發(fā)明涉及甲殼素纖維的改性方法及其應(yīng)用，針對普通甲殼素對金屬氧化物的吸附性能不佳的問題，提供了改性甲殼素纖維的蝦殼一步制備法及其應(yīng)用，先將蝦殼干燥、粉碎、過篩得蝦殼粉，再往蝦殼粉中加入亞氨基二琥珀酸鈉水溶液、過硫酸鉀和過氧化氫制得改性甲殼素纖維。本方法蝦殼不經(jīng)酸、堿、乙醇處理直接一步制備改性甲殼素纖維，工藝簡單、減少了試劑用量。將產(chǎn)物應(yīng)用于制備柔性材料，先將改性甲殼素纖維用醋酸溶液超聲處理后離心，取上清液；再將上清液用去離子水稀釋，蒸干水分后，獲得柔性材料。甲殼素改性后對金屬氧化物的吸附能力增強(qiáng)，有利于柔性材料涂覆金屬氧化物層，從而增加基底的透明導(dǎo)電性、壓電性、光電性和氣敏性等特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及甲殼素纖維的改性方法及其應(yīng)用，尤其是涉及改性甲殼素纖維的蝦殼一步制備法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

柔性顯示屏體積輕薄，而且可彎曲、柔韌性佳，發(fā)展前景好。柔性顯示屏的基底一般采用柔性的化工塑料，化工塑料存在的問題一個是不易分解破壞環(huán)境，另一個是制備柔性顯示屏的基底的材料需要具有高透光率、高熱穩(wěn)定性、高拉伸強(qiáng)度，這種化工塑料往往價(jià)格較高。甲殼素是自然界中含量僅次于纖維素的天然高分子，廣泛存在于諸如甲殼動物、真菌、昆蟲以及軟體動物等天然資源中。甲殼素具有良好的生物相容性、可降解性，甲殼素纖維具備柔韌性和透明度，可以考慮用于代替化工塑料制備柔性顯示屏的基底。但甲殼動物中一般含礦物質(zhì)和蛋白質(zhì)等雜質(zhì)，所以從甲殼動物中提取甲殼素，需要用酸脫礦物質(zhì)、用堿脫蛋白質(zhì)、用乙醇脫色等處理步驟。例如，專利《一種吸熱甲殼素纖維的制備方法》，公布號為CN108330565A，包括以下操作步驟：（1）將收集的蝦殼和蟹殼采用乙醇溶液沖洗后，烘干，粉碎；（2）然后將步驟（1）制得的粉末加入至氫氧化鈉溶液中，浸泡處理后，再向其中加入鹽酸溶液，混合攪拌均勻后，4-5小時(shí)后過濾得到沉淀，將沉淀洗滌后，制得甲殼素沉淀；（3）將甲殼素沉淀和竹炭微粉、木質(zhì)素磺酸鈉混合均勻后，向其中加入氫氧化鈉溶液，混合均勻后，經(jīng)過脫泡攪拌機(jī)脫泡處理后，然后再將沉淀水洗，進(jìn)行紡絲操作，制得甲殼素纖維。該發(fā)明制得的甲殼素纖維，具有各項(xiàng)優(yōu)異的力學(xué)性能，強(qiáng)度較高、伸長率較高，可滿足使用要求，同時(shí)具有優(yōu)異的蓄熱、吸熱功能，制得的衣物具有優(yōu)異的保暖性能。但是這樣不僅工藝繁雜，成本高而且使用的試劑會引起環(huán)境污染。此外，柔性基底材料往往需要涂覆一層金屬氧化物材料以增加基底的透明導(dǎo)電性、壓電性、光電性和氣敏性等特性，普通甲殼素對金屬氧化物的吸附性能不佳，據(jù)此需要一種理想的技術(shù)結(jié)構(gòu)解決以上問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供改性甲殼素纖維的蝦殼一步制備法及其應(yīng)用，蝦殼不經(jīng)酸、堿、乙醇處理直接一步制備改性甲殼素纖維，工藝簡單節(jié)省成本，改性甲殼素纖維制得的柔性材料對金屬氧化物的吸附能力強(qiáng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：改性甲殼素纖維的蝦殼一步制備法，先將南極磷蝦的蝦殼干燥、粉碎、擠壓過篩，獲得微米級南極磷蝦蝦殼粉；再將蝦殼粉轉(zhuǎn)移至亞氨基二琥珀酸鈉水溶液中，加入過硫酸鉀和過氧化氫，密封，30-45℃加熱，連續(xù)攪拌0.5-5h，產(chǎn)物過濾，濾渣用去離子水清洗至中性，得改性甲殼素纖維。

南極磷蝦的蝦殼是固體廢棄物，處理工藝繁瑣，其內(nèi)甲殼素含量為30-40%，本方法使用其做原料實(shí)現(xiàn)了廢物利用，成本低廉而且環(huán)保；而且南極磷蝦的蝦殼為生物材料，制備得到的柔性材料可降解、生態(tài)友好。本方法將蝦殼研碎成微米級蝦殼粉后，以亞氨基二琥珀酸鈉為改性劑，以硫酸鉀和過氧化氫為引發(fā)劑，對蝦殼中的甲殼素進(jìn)行改性，使甲殼素上接枝上亞氨基和羧基官能團(tuán)。蝦殼不經(jīng)酸、堿、乙醇處理直接一步制備改性甲殼素纖維，工藝簡單、減少了試劑用量，有成本低廉、三廢排放量少、環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)。甲殼素接枝上亞氨基和羧基官能團(tuán)后，對金屬氧化物的吸附能力增強(qiáng)。

作為優(yōu)選，所述干燥的具體條件為60℃下干燥24h。

作為優(yōu)選，亞氨基二琥珀酸鈉水溶液的濃度為10-25%(w:v)。

作為優(yōu)選，蝦殼粉和亞氨基二琥珀酸鈉水溶液的料液比為1g:(30-50)mL。