一种高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液及其制备方法、应用技术

本发明专利技术实施例涉及高分子新材料和生物医用材料领域，具体涉及一种高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液及其制备方法、应用。本发明专利技术实施例提供的高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液，其原料包括：改性生物质多糖类浆料和胶乳；其制备方法包括：将改性生物质多糖类浆料加入到胶乳中，超声分散，得混合液。通过将高浓度的改性生物质多糖类浆料直接在胶乳里面超声剥离，原位生成高浓度的改性生物质纳米纤维并实现其在胶乳中的良好分散，可得到高浓度生物质多糖类纳米纤维高含量填充的生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液，从而大幅度提高胶乳复合材料的力学性能。

A High Concentration Biomass Polysaccharide Nanofibers/Latex Mixture and Its Preparation Method and Application

The embodiment of the invention relates to the field of polymer new materials and biomedical materials, in particular to a high concentration biomass polysaccharide nanofibers/latex mixture, its preparation method and application. The high concentration biomass polysaccharide nanofibers/latex mixture provided by the embodiment of the present invention includes modified biomass polysaccharide slurry and latex, and the preparation method includes adding the modified biomass polysaccharide slurry into the latex, ultrasonic dispersion and obtaining the mixture. By peeling high concentration modified biomass polysaccharide slurry directly into the latex, in situ forming high concentration modified biomass nanofibers and achieving good dispersion in the latex, a high concentration of biomass polysaccharide nanofibers filled with high content of biomass polysaccharide nanofibers/latex mixture can be obtained, thus greatly improving the mechanical properties of latex composites. \u3002

【技术实现步骤摘要】
一种高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液及其制备方法、应用
本专利技术涉及高分子新材料生物医用材料领域，具体涉及一种高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液及其制备方法、应用。
技术介绍
胶乳制品具有弹性高，强度大，穿戴性佳，矫形功能好，生物性能良好等优点，在工业，农业，医疗卫生，文化体育，日常生活，国防军工等方面都有着广泛的用途。目前国内外制备胶乳弹性体制品有多种方法，如吹塑成型，注塑成型以及浸渍成型等。其中浸渍成型是制备薄膜产品(如塑料袋，手套，避孕套等)非常普遍的方法。然而胶乳膜越薄，其机械性能不可避免地会下降，因此胶乳薄膜制品的补强对拓宽其应用起到至关重要的作用。传统的填料，如炭黑，二氧化硅以及黏土等，补强效果不佳，且其为不可再生资源，对环境也会产生一定的污染；新型补强剂，如碳纳米管，石墨烯等，虽有较好的补强效果，但其价格昂贵，不利于工业化生产，而且其在水性胶乳体系中易发生团聚。生物质多糖类(包括甲壳素，纤维素)是自然界中含量高、可再生、可生物降解的天然高分子。生物质多糖类纳米纤维是通过物理或者化学方法处理生物质多糖类而得到的一维纳米材料。生物质多糖类纳米纤维兼具有大的长径比、高的杨氏模量以及生物相容性，这使其成为一种理想的补强剂并且可应用于生物医用材料领域。利用生物质多糖类纳米纤维来补强胶乳(这里的胶乳可以指天然胶乳和阴离子型合成胶乳，如：氯丁胶乳，丁基胶乳，丁苯胶乳，丁腈胶乳以及水性聚氨酯胶乳等)的同时又赋予了复合材料生物可降解性及生物组织相容性，可拓宽传统胶乳产品的应用。但现有研究均是将甲壳素或纤维素先制备成低浓度分散均匀的纳米纤维或纳米晶分散液，再与天然胶乳复合。这样存在的问题是1.上述方法会消耗大量水分，不利于可持续生产，制备过程也较为复杂，增加生产成本；2.若进一步采用浸渍成型工艺制备薄膜，低浓度纳米纤维或纳米晶分散液(0.3wt％-3wt％)的加入使天然胶乳的浓度大幅降低，导致挂胶困难，难以采用工业上常用的浸渍成型工艺，限制了低浓度纳米纤维或纳米晶分散液的加入量，从而限制了实际应用中生物质多糖类纳米纤维的补强能力。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
专利技术目的为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液及其制备方法、应用。本专利技术提供的高浓度生物质纳米纤维/胶乳复合材料的制备方法，将高浓度的改性生物质多糖类浆料直接在胶乳里面超声剥离，原位生成高浓度的改性生物质纳米纤维(改性生物质多糖类浆料生成改性生物质纳米纤维的转化率约为95％以上)并实现其在胶乳中的良好分散，该方法可得到高浓度生物质多糖类纳米纤维高含量填充的生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液，从而大幅度提高胶乳复合材料的力学性能。得到的高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液可进一步通过浸渍成型工艺或浇铸制备出生物质纳米纤维/胶乳制品。解决方案为实现本专利技术目的，本专利技术实施例提供了一种高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液，其原料包括：改性生物质多糖类浆料和胶乳；其中，改性生物质多糖类浆料中改性生物质多糖类的浓度为10wt％-30wt％，可选地为20wt％-30wt％。改性生物质多糖类浆料和胶乳的重量份比例可根据实际需要任意调整。上述高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液在一种可能的实现方式中，改性生物质多糖类包括在碱性条件下表面带负电荷的生物质多糖类；可选地，改性生物质多糖类包括表面带羧基或磺酸根的生物质多糖类。上述高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液在一种可能的实现方式中，改性生物质多糖类包括改性甲壳素或改性纤维素。上述高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液在一种可能的实现方式中，所述改性甲壳素包括表面既带有羧基又带有氨基的双电性甲壳素或表面带有羧基的甲壳素。上述高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液在一种可能的实现方式中，所述改性纤维素包括表面带有磺酸根的纤维素或表面带有羧基的纤维素。上述高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液在一种可能的实现方式中，所述胶乳包括：天然胶乳，预硫化天然胶乳，预硫化丁腈胶乳，预硫化羧基化丁腈胶乳，预硫化丁苯胶乳，预硫化羧基化丁苯胶乳，预硫化氯丁胶乳，预硫化丁基胶乳或水性聚氨酯胶乳中的至少一种。本专利技术实施例还提供了一种高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液的制备方法，包括下述步骤：将改性生物质多糖类浆料加入到胶乳中，超声分散，得混合液；其中，改性生物质多糖类浆料中改性生物质多糖类的浓度为10wt％-30wt％，可选地为20wt％-30wt％。在超声分散过程中，约95％以上的改性生物质多糖类可原位生成改性生物质多糖类纳米纤维。改性生物质多糖类浆料和胶乳的重量份比例可根据实际需要任意调整。上述高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液的制备方法在一种可能的实现方式中，超声分散所用仪器为细胞破碎仪。上述高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液的制备方法在一种可能的实现方式中，超声5-20min。上述高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液的制备方法在一种可能的实现方式中，改性生物质多糖类包括在碱性条件下表面带负电荷的生物质多糖类；可选地，改性生物质多糖类包括表面带羧基或磺酸根的生物质多糖类。上述高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液的制备方法在一种可能的实现方式中，改性生物质多糖类包括改性甲壳素或改性纤维素。上述高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液的制备方法在一种可能的实现方式中，所述改性甲壳素包括表面既带有羧基又带有氨基的双电性甲壳素或表面带有羧基的甲壳素。上述高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液的制备方法在一种可能的实现方式中，所述改性纤维素包括表面带有磺酸根的纤维素或表面带有羧基的纤维素。上述高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液的制备方法在一种可能的实现方式中，所述胶乳包括：天然胶乳，预硫化天然胶乳，预硫化丁腈胶乳，预硫化羧基化丁腈胶乳，预硫化丁苯胶乳，预硫化羧基化丁苯胶乳，预硫化氯丁胶乳，预硫化丁基胶乳或水性聚氨酯胶乳中的至少一种。上述高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液或高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液的制备方法在一种可能的实现方式中，表面既带有羧基又带有氨基的双电性甲壳素浆料的制备方法包括下述步骤：将纯化的甲壳素加入到氢氧化钠溶液中，在60-120℃油浴下搅拌，洗涤至pH为中性；烘干；将上述烘干的粉末、TEMPO试剂(四甲基六氢吡啶氧化物)、亚氯酸钠及Na2HPO4/NaH2PO4缓冲溶液，依次加入到圆底烧瓶中，将混合物放置于50-70℃的油浴下搅拌；将次氯酸钠滴加到上述圆底烧瓶中；静置或离心，去上清液，得到双电性甲壳素浆料。上述高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液或高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液的制备方法在一种可能的实现方式中，表面带有羧基的甲壳素浆料的制备方法包括下述步骤：将甲壳素、TEMPO试剂(四甲基六氢吡啶氧化物)、水、溴化钠加入到一个干燥的三颈烧瓶中，在室温下磁力搅拌得到混合液，然后再将次氯酸钠溶液加入到上述混合液中，调节体系的pH值为9-11；在室温下搅拌，加入乙醇消除氧化反应；将体系pH调到7，离心本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液，其原料包括：改性生物质多糖类浆料和胶乳；其中，改性生物质多糖类浆料中改性生物质多糖类的浓度为10wt％‑30wt％，可选地为20wt％‑30wt％。

【技术特征摘要】
1.一种高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液，其原料包括：改性生物质多糖类浆料和胶乳；其中，改性生物质多糖类浆料中改性生物质多糖类的浓度为10wt％-30wt％，可选地为20wt％-30wt％。2.一种高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液的制备方法，包括下述步骤：将改性生物质多糖类浆料加入到胶乳中，超声分散，得混合液；其中，改性生物质多糖类浆料中改性生物质多糖类的浓度为10wt％-30wt％，可选地为20wt％-30wt％。3.根据权利要求1所述的高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液或权利要求2所述的高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液的制备方法，其特征在于：改性生物质多糖类包括在碱性条件下表面带负电荷的生物质多糖类；可选地，改性生物质多糖类包括表面带羧基或磺酸根的生物质多糖类；和/或，改性生物质多糖类包括改性甲壳素或改性纤维素；和/或，改性生物质多糖类包括表面既带有羧基又带有氨基的双电性甲壳素或表面带有羧基的甲壳素或表面带有磺酸根的纤维素或表面带有羧基的纤维素。4.根据权利要求1所述的高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液或权利要求2所述的高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液的制备方法，其特征在于：所述胶乳包括：天然胶乳，预硫化天然胶乳，预硫化丁腈胶乳，预硫化羧基化丁腈胶乳，预硫化丁苯胶乳，预硫化羧基化丁苯胶乳，预硫化氯丁胶乳，预硫化丁基胶乳或水性聚氨酯胶乳中的至少一种。5.根据权利要求2所述的高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液的制备方法，其特征在于：超声分散所用仪器为细胞破碎仪；和/或，超声5-20min。6.根据权利要求3所述的高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液或权利要求3所述的高浓度生物质多糖类纳米纤维/胶乳混合液的制备方法，其特征在于：表面既带有羧基又带有氨基的双电性甲壳素浆料的制备方法包括下述步骤：将纯化的甲壳素加入到氢氧化钠溶液中，在60-120℃油浴下搅拌，洗涤至pH为中性；烘干；将上...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建明，尹进，胡佳伟，段咏欣，侯家瑞，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37