[發明專利]一種具有紫外吸收的改性生物質、制備方法及應用

在審

• 申請號: 202010830449.6
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN111808206A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 東為富;李廣龍;汪洋;李婷;張旭輝;夏碧華;蔣杰
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08B31/00
• 分類號: C08B31/00;C08B15/00;C08B37/08;C08L3/04;C08L1/02;C08L5/08
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 劉秋彤;梅洪玉

本發明公開了一種具有紫外吸收的改性生物質、制備方法及應用，制備方法包括：按重量份數計的以下及組分經自由基引發聚合反應制得所述改性生物質：生物質100份，溶劑1～200份，催化劑0.1～50份，紫外吸收劑1～600份。本發明可紫外吸收的改性生物質解決了小分子紫外吸收劑易遷移而引發的安全隱患，可在傳統簡單的合成設備上實現，成本低、環境友好、容易實現工業化生產。

技術領域

本發明涉及生物質基材料技術領域，進一步地說，是涉及一種具有紫外吸收的改性生物質及其制備方法。

背景技術

高分子材料在生產生活中的應用越來越廣泛，已經成為日常生活中的很多常用物品的主要構成。但是，高分子材料在使用過程中經常暴露在陽光下，容易出現老化問題，限制了高分子材料的使用年限。其中，造成高分子材料老化的是200-400nm的紫外光。現在，工業上在生產高分子制品時會摻雜少量的小分子紫外吸收劑，但是，小分子紫外吸收劑在紫外光照下易分解遷移，此外，小分子紫外吸收劑和高分子材料的相容性較差，限制了它的使用效果。以往的研究中曾經比較了不同市售防曬品中的4種常見活性成分在最大使用條件下的全身暴露情況，研究結果發表于JAMA(Effect of Sunscreen Application UnderMaximal Use Conditions on Plasma Concentration of Sunscreen ActiveIngredients,The Journal of the American Medical Association,321)。雖然市面上防曬劑成分種類與添加量均在規定內，但研究結果表示，志愿者使用防曬產品一天，其血液中阿伏苯宗(avobenzone)、氧苯酮(oxybenzone)、奧克立林(octocrylene)和依莰舒(ecamsule)等4種化學成分水平都超出當局所規定的每毫升0.5納克的水平，而且隨著防曬產品的重復使用，這些化學成分在血液中的濃度持續增加。可見，小分子類的紫外線吸收劑在使用過程中依然存在極大的安全隱患。

高分子紫外吸收劑能和高分子材料有良好的相容性，不會遷移，但是，具有紫外吸收的高分子少，紫外吸收效果較差，不能起到良好的抗紫外效果。

目前，對高分子紫外吸收劑的研究越來越多，尤其是天然大分子生物質做紫外吸收劑逐漸受到研究者的關注。本發明中通過生物質中大量活性基團和多種小分子紫外吸收劑反應，通過調節活性基團的取代度獲得可紫外吸收的改性生物質。這種可紫外吸收的改性生物質可以和多種材料復合，提高材料的抗老化能力，從而提高材料的使用壽命。

發明內容

為解決現有技術中出現的問題，本發明提供了一種具有紫外吸收的改性生物質及其制備方法。將紫外吸收性能良好的小分子接枝到生物質的分子鏈上，將解決以上問題。

本發明的技術方案：

一種具有紫外吸收的改性生物質，改性生物質的結構通式為：

其中，R為生物質分子，R₁為氫、羥基、醛基、氨基、甲基或叔丁基，R₂為氫、甲氧基、甲基或羥基。

生物質為淀粉、纖維素類、木質素類、透明質酸、海藻酸、海藻酸鈉、殼聚糖、甲殼素中的至少一種。

所述改性生物質由按重量份數計的以下組分經活性基團與磺酸基的酯化反應制得：

生物質100份，溶劑1～200份，催化劑0.1～50份，紫外吸收劑1～600份；優選：生物質100份，溶劑50～200份，催化劑1～20份，紫外吸收劑1～400份。

所述可紫外吸收的改性生物質制備方法如下：

(1)生物質的催化預處理：向生物質或生物質溶液中加入催化劑，之后在10℃～160℃下攪拌1～240小時；