[發明專利]一種高效制備甲殼素膜材料的方法

有效

• 申請號: 202110168358.5
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN114907592B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 蔡杰;鐘奕;于雪潔;張茜
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08J3/24;C08J7/04;C08J7/06;C08J9/28;C08L5/08;C08L5/04;C08K3/36;C08K3/04;C01B32/05
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 吳楚

1.一種高效制備甲殼素膜材料的方法，其特征在于，包含以下步驟：

1)配置KOH質量濃度在30wt％及以上的KOH水溶液；

2)向步驟1)的KOH水溶液中加入甲殼素，在低于30℃、攪拌分散5min以上的條件下，得到甲殼素/KOH復合物；

3)向步驟2)所得混合物中加入冰或者冰水混合物，使得加入冰或者冰水混合物以后，所得混合物中KOH與水的質量比為1：(3～9)，攪拌至完全溶解，得到甲殼素溶液；

4)將所得甲殼素溶液進行流延或者涂覆、印刷，然后固化，得到甲殼素膜材料。

2.根據權利要求1所述的高效制備甲殼素膜材料的方法，其特征在于，步驟1)中KOH濃度在40wt％以上。

3.根據權利要求1所述的高效制備甲殼素膜材料的方法，其特征在于，在溶解的過程中可以加入尿素、硫脲中的任一種或兩種以增加最終所得甲殼素溶液的穩定性，其中，尿素濃度為0～16wt％，硫脲濃度為0～8wt％。

4.根據權利要求1所述的高效制備甲殼素膜材料的方法，其特征在于，步驟4)通過使用化學交聯劑和/或使用凝固劑使溶液固化；所述化學交聯劑包括醛類交聯劑、縮水甘油醚類交聯劑、環氧化合物、環烯醚萜類、多酚類；化學交聯劑與甲殼素單體的摩爾比為(0.1～10)：1；所述凝固劑是酰胺、二甲基亞砜、乙酸乙酯、丙酮、醇類、鹽、酸中的任一種或多種的混合水溶液，其中鹽濃度為0～40wt％，酸濃度為0％～20wt％，醇類的濃度為0％～100wt％。

5.根據權利要求1所述的高效制備甲殼素膜材料的方法，其特征在于，步驟4)之前，先對所得甲殼素溶液進行過濾、脫泡處理。

6.根據權利要求1所述的高效制備甲殼素膜材料的方法，其特征在于，對所得的甲殼素膜材料進行脫水處理，去除部分或者全部水分得到含水量不同的膜材料。

7.一種功能性甲殼素膜的制備方法，其特征在于：采用權利要求1～6中任意一種方法進行制膜，并在膜的表面或者內部引入功能性有機或無機添加劑，或者引入不同的高分子與甲殼素進行共混后制備膜材料，得到功能性甲殼素膜；所述功能性有機或無機添加劑或高分子任選在步驟1)～4)中進行添加或者在步驟4)得到甲殼素膜材料后引入。

8.根據權利要求7所述的功能性甲殼素膜的制備方法，其特征在于：所述功能性有機或無機添加劑包括增塑劑、補強劑、耐火材料添加劑、染料、光學穩定劑、抗菌抑菌劑、導電材料、表面活性劑中的一種或幾種。

9.根據權利要求8所述的功能性甲殼素膜的制備方法，其特征在于：所述功能性有機或無機添加劑包括石墨烯及其衍生物、碳納米管及其衍生物、金屬或金屬氧化物納米粒子、有機框架化合物或二硫化鉬；所述共混的高分子包括高分子納米纖維、動物蛋白、植物蛋白、膠原、海藻酸鹽、纖維素及其衍生物、殼聚糖、聚乙烯醇、聚乙二醇。

10.一種功能性甲殼素膜材料，其特征在于，由權利要求7～9中任意一種方法制備得到。

11.一種高效制備甲殼素氣凝膠的方法，其特征在于，采用權利要求1～9任一項所述的方法制備得到甲殼素膜材料，將所得的甲殼素膜材料進行溶劑置換，然后冷凍干燥或者超臨界CO₂干燥，得到甲殼素氣凝膠。

12.一種高效制備甲殼素碳氣凝膠的方法，其特征在于，采用權利要求11所述的方法制備得到甲殼素氣凝膠，然后將所得的甲殼素氣凝膠進行熱處理碳化，得到多孔碳氣凝膠。