專利名稱：一種以甲殼素為基材的生物質(zhì)納米復(fù)合薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種以甲殼素為基材的生物質(zhì)納米復(fù)合薄膜的制備方法，屬于生物質(zhì)基納米新材料的制備與應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前已有對(duì)干燥的蟹殼采取常用的化學(xué)處理和研磨機(jī)械處理制備出厚度統(tǒng)一為10-20nm的甲殼素納米纖維，而其中關(guān)鍵是研磨機(jī)械處理是在pH為3的酸性環(huán)境下進(jìn)行的，并由此制備了甲殼素膜、乙?；讱に啬ぃS后又與11種丙烯酸樹脂復(fù)合，制得了高透明度、高楊氏模量、高強(qiáng)度、良好折疊性、低熱膨脹系數(shù)的復(fù)合薄膜。在制備過程中對(duì)甲殼素納米纖維采用的是研磨機(jī)械處理方法，如研磨機(jī)械處理方法時(shí)量隙規(guī)(clearance gauge)從零位調(diào)至-I. 5 (約-O. 15mm)進(jìn)行研磨后超聲、離心處理后，納米纖維的得率較低，將離心的·沉淀物再超聲、離心處理，如此重復(fù)7次后，得到的納米纖維制得的甲殼素原膜力學(xué)性能并未有較大程度的變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的是一種以甲殼素為基材的生物質(zhì)納米復(fù)合薄膜的制備方法，目的在于提高甲殼素原膜和甲殼素/PMMA復(fù)合薄膜的平均拉伸強(qiáng)度和透光率。本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種以甲殼素為基材的生物質(zhì)納米復(fù)合薄膜的制備方法，包括如下工藝步驟，
一、甲殼素的制備稱取IOg蟹殼粉，倒入5%K0H溶液中，在50°C下水浴攪拌6小時(shí)除去大部分蛋白質(zhì)；用蒸餾水將樣品過濾沖洗至中性；將樣品倒入7% HCl溶液中，在室溫下靜置2天除去碳酸鈣；用蒸餾水將樣品過濾沖洗至中性；將樣品倒入5% KOH溶液中，在100°C下水浴攪拌2-6小時(shí)除去殘余蛋白質(zhì)；用蒸餾水將樣品過濾沖洗至中性；制得純甲殼素；
二、制備甲殼素原膜，包括酸性環(huán)境下研磨一超聲一離心制備甲殼素原膜或研磨-均質(zhì)-離心法制備甲殼素原膜；
三、甲殼素復(fù)合薄膜的制備稱取3g有機(jī)玻璃樹脂顆粒，倒入60ml 二甲基甲酰胺溶液，在50°C下水浴攪拌直至有機(jī)玻璃溶于二甲基甲酰胺溶液，配得有機(jī)玻璃溶液。將超聲、均質(zhì)、研磨制得的甲殼素原膜浸入有機(jī)玻璃溶液，室溫常壓下靜置3小時(shí)后，取出已復(fù)合的甲殼素/有機(jī)玻璃復(fù)合薄膜放入烘箱直至烘干，制得甲殼素/有機(jī)玻璃復(fù)合薄膜。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)研磨-均質(zhì)-離心法制備的甲殼素原膜的平均拉伸強(qiáng)度為124. 41MPa，透光率為89. 4%。非酸性環(huán)境下研磨-超聲-離心法制備甲殼素原膜的平均拉伸強(qiáng)度為76. 15Mpa，酸性環(huán)境下研磨-超聲-離心法制備甲殼素原膜的平均拉伸強(qiáng)度為126.4MPa。酸性環(huán)境更利于甲殼素納米纖維的形成。研磨-均質(zhì)-離心法制備的甲殼素/PMMA復(fù)合薄膜拉伸強(qiáng)度為55. 11 MPa ;研磨-超聲-離心法制備的甲殼素/PMMA復(fù)合薄膜拉伸強(qiáng)度為80. 2 MPa。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例實(shí)驗(yàn)材料為已被初步處理的蟹(蝦)殼粉(由浙江金殼生物化學(xué)有限公司提供)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備本實(shí)驗(yàn)使用的設(shè)備如下MKCA6-2型研磨機(jī)(由日本MASUKO SANGYOCO.，LTD.生產(chǎn))；EF-C3型高壓均質(zhì)儀(由加拿大AVESTIN公司生產(chǎn))；X0-1200型超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)(南京先歐生物科技有限公司)；H-1650臺(tái)式高速離心機(jī)(湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司);CMT-4000型萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)(深圳市新三思材料檢測(cè)有限公司);U-4100紫外可見近紅外分光光度計(jì)(日本HITACHI高新技術(shù)公司)；其它實(shí)驗(yàn)設(shè)備恒溫水浴鍋；電子天平；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱。甲殼素的制備稱取IOg蟹殼粉，倒入5%K0H溶液中，在50°C下水浴攪拌6小時(shí)除去大部分蛋白質(zhì)；用蒸餾水將樣品過濾沖洗至中性；將樣品倒入7% HCl溶液中，在室溫下靜置2天除去碳酸鈣；用蒸餾水將樣品過濾沖洗至中性；將樣品倒入5% KOH溶液中，在·100°C下水浴攪拌2-6小時(shí)除去殘余蛋白質(zhì)；用蒸餾水將樣品過濾沖洗至中性；制得純甲殼素。甲殼素原膜的制備
酸性環(huán)境下研磨一超聲一離心法制備甲殼素原膜將制得甲殼素加水，攪拌配成1%溶液；將配得溶液進(jìn)行研磨，研磨機(jī)量隙規(guī)(clearance gauge)從零位調(diào)至-I. 5(約-O. 15mm)，研磨10次；將研磨制得溶液加水，攪拌配成O. 25%溶液，滴乙酸使溶液ph為3-4，進(jìn)行超聲，超聲功率為960W，超聲時(shí)間為20min ;將超聲制得溶液進(jìn)行離心，轉(zhuǎn)速為8000-9000r/min，離心時(shí)間為10_15min ;取離心后上層清液；將離心后上層清液進(jìn)行抽真空過濾成膜，濾紙為尼龍濾紙，濾紙孔隙為O. 22um ;將濾得的甲殼素原膜與尼龍濾紙一起從抽濾器中取出，并在其上覆蓋一層尼龍濾紙，用兩塊玻璃板壓緊，在55°C下在烘箱中烘2-3天；將尼龍濾紙揭去，即得甲殼素原膜。酸性環(huán)境下研磨-均質(zhì)-離心法制備甲殼素原膜將制得甲殼素加水，攪拌配成1%溶液；將配得溶液進(jìn)行研磨，研磨機(jī)量隙規(guī)從零位調(diào)至-I. 5(約-O. 15_)，研磨10次；將研磨制得溶液加水配成O. 5%溶液，將研磨機(jī)量隙規(guī)從-I. 5調(diào)至-3，研磨5次；將研磨制得溶液加水配成O. 25%溶液，將研磨機(jī)量隙規(guī)從-3調(diào)至-6，研磨5次；將研磨制得溶液加水配成O. 125%溶液，研磨機(jī)量隙規(guī)為_6，研磨5次；將研磨制得溶液加水配成O. 0625%溶液，進(jìn)行均質(zhì)，均質(zhì)壓力為12000bar-15000bar,均質(zhì)10次,約30 min ;將均質(zhì)制得溶液進(jìn)行離心，轉(zhuǎn)速為8000-9000r/min，離心時(shí)間為10-15 min ;取離心后上層清液；將離心后上層清液過濾、烘干成膜。將上步中離心后沉淀物取出，加入離心前相同量的水，攪拌均勻，過濾、烘干成膜。甲殼素復(fù)合薄膜的制備(甲殼素/有機(jī)玻璃復(fù)合薄膜的制備):稱取3g有機(jī)玻璃樹脂顆粒，倒入60 ml 二甲基甲酰胺溶液，在50°C下水浴攪拌直至有機(jī)玻璃溶于二甲基甲酰胺溶液，配得有機(jī)玻璃溶液。將超聲、均質(zhì)、研磨制得的甲殼素原膜浸入有機(jī)玻璃溶液，室溫常壓下靜置3小時(shí)后，取出已復(fù)合的甲殼素/有機(jī)玻璃復(fù)合薄膜放入烘箱直至烘干，制得甲殼素/有機(jī)玻璃復(fù)合薄膜。
權(quán)利要求
1.一種以甲殼素為基材的生物質(zhì)納米復(fù)合薄膜的制備方法，其特征是該方 法包括如下工藝步驟， 一、甲殼素的制備稱取IOg蟹殼粉，倒入5%K0H溶液中，在50°C下水浴攪拌6小時(shí)除去大部分蛋白質(zhì)；用蒸餾水將樣品過濾沖洗至中性，即樣品；將樣品倒入7% HCl溶液中，在室溫下靜置2天除去碳酸鈣；用蒸餾水將樣品過濾沖洗至中性；將樣品倒入5% KOH溶液中，在100°C下水浴攪拌2-6小時(shí)除去殘余蛋白質(zhì)；用蒸餾水將樣品過濾沖洗至中性；制得純甲殼素; 二、甲殼素原膜的制備，包括酸性環(huán)境下研磨一超聲一離心制備甲殼素原膜或研磨-均質(zhì)-離心法制備甲殼素原膜； 三、甲殼素復(fù)合薄膜的制備稱取3g有機(jī)玻璃樹脂顆粒，倒入60ml 二甲基甲酰胺溶液，在50°C下水浴攪拌直至有機(jī)玻璃溶于二甲基甲酰胺溶液，配得有機(jī)玻璃溶液；將超聲、均質(zhì)、研磨制得的甲殼素原膜浸入有機(jī)玻璃溶液，室溫常壓下靜置3小時(shí)后，取出已復(fù)合的甲殼素/有機(jī)玻璃復(fù)合薄膜放入烘箱直至烘干，制得甲殼素/有機(jī)玻璃復(fù)合薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種以甲殼素為基材的生物質(zhì)納米復(fù)合薄膜的制備方法，所述的酸性環(huán)境下超聲制備甲殼素原膜將制得甲殼素加水，攪拌配成1%溶液；將配得溶液進(jìn)行研磨，研磨機(jī)量隙規(guī)從零位調(diào)至-0. 15mm，研磨10次；將研磨制得溶液加水，攪拌配成0.25%溶液，滴乙酸使溶液ph為3-4，進(jìn)行超聲，超聲功率為960W，超聲時(shí)間為20min ;將超聲制得溶液進(jìn)行離心，轉(zhuǎn)速為8000-9000r/min，離心時(shí)間為10_15min ;取離心后上層清液；將離心后上層清液進(jìn)行抽真空過濾成膜，濾紙為尼龍濾紙，濾紙孔隙為0. 20i!m ;將濾得的甲殼素原膜與尼龍濾紙一起從抽濾器中取出，并在其上覆蓋一層尼龍濾紙，用兩塊玻璃板壓緊，在55°C下在烘箱中烘2-3天；將尼龍濾紙揭去，即得甲殼素原膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種以甲殼素為基材的生物質(zhì)納米復(fù)合薄膜的制備方法，其特征是所述的研磨-均質(zhì)-離心法將制得甲殼素加水，攪拌配成1%溶液；將配得溶液進(jìn)行研磨，研磨機(jī)量隙規(guī)從零位調(diào)至-I. 5 (-0. 15_)，研磨10次；將研磨制得溶液加水配成0.5%溶液，將研磨機(jī)量隙規(guī)從-I. 5調(diào)至-3，研磨5次；將研磨制得溶液加水配成0. 25%溶液，將研磨機(jī)量隙規(guī)從-3調(diào)至_6，研磨5次；將研磨制得溶液加水配成0. 125%溶液，研磨機(jī)量隙規(guī)為_6，研磨5次；將研磨制得溶液加水配成0. 0625%溶液，進(jìn)行均質(zhì)，均質(zhì)壓力為12000bar-15000bar,均質(zhì)10次，30 min ;將均質(zhì)制得溶液進(jìn)行離心，轉(zhuǎn)速為8000_9000r/min，離心時(shí)間為10-15 min ;取離心后上層清液；將離心后上層清液過濾、烘干成膜；將上步中離心后沉淀物取出，加入離心前相同量的水，攪拌均勻，過濾、烘干成甲殼素原膜。
全文摘要
本發(fā)明是一種以甲殼素為基材的生物質(zhì)納米復(fù)合薄膜的制備方法，包括如下工藝步驟，一、甲殼素的制備；二、制備甲殼素原膜；三、甲殼素復(fù)合薄膜的制備優(yōu)點(diǎn)研磨-均質(zhì)-離心法制備的甲殼素原膜的平均拉伸強(qiáng)度為124.41MPa，透光率為89.4%。酸性環(huán)境下超聲制備甲殼素原膜平均拉伸強(qiáng)度為126.4MPa，酸性環(huán)境更利于甲殼素納米纖維的形成。
文檔編號(hào)C08B37/08GK102786706SQ201210282639
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者李大綱, 鄭波濤, 陳楚楚 申請(qǐng)人:南京贏嘉包裝有限責(zé)任公司, 李大綱