一种壳聚糖改性聚乳酸材料的γ射线辐照制备方法技术

本发明专利技术属于材料改性技术领域，具体涉及一种壳聚糖改性聚乳酸材料的γ射线辐照制备方法。本发明专利技术提供的壳聚糖改性聚乳酸材料的γ射线辐照制备方法包括：向壳聚糖中加入混合醇液，溶胀，得溶胀液；将香草醛溶液均匀滴加到溶胀液中，超声反应，将反应产物过滤，洗涤，干燥，得改性壳聚糖；向改性壳聚糖中加入过氧化氢溶液，浸泡，加入多功能助剂，搅拌均匀，得混合液A；将聚乳酸加入混合液A中，搅拌均匀，加入甘油和三烯丙基异三聚氰酸酯，搅拌均匀，得混合液B，将混合液B加入到聚乙烯袋中，进行辐照处理。本发明专利技术壳聚糖改性聚乳酸材料的制备方法操作简便易行，成本低，生产效率高，制得的壳聚糖改性聚乳酸材料具有良好的流动性、亲水性。

Preparation of chitosan-modified polylactic acid by gamma-ray irradiation

The invention belongs to the technical field of material modification, in particular to a preparation method of chitosan modified polylactic acid material by gamma ray irradiation. The gamma-ray irradiation preparation method of the chitosan-modified polylactic acid material provided by the invention includes: adding mixed alcohol solution to chitosan, swelling, and obtaining swelling solution; uniformly dropping vanillin solution into the swelling solution, ultrasonic reaction, filtering, washing and drying reaction products to obtain modified chitosan; adding hydrogen peroxide solution to the modified chitosan, soaking, and adding multi-functional assistance. Mixing agent, stirring evenly, get mixed liquid A; add polylactic acid into mixed liquid A, stirring evenly, adding glycerol and allyl isocyanate, stirring evenly, get mixed liquid B, add mixed liquid B to polyethylene bag, and carry out irradiation treatment. The preparation method of the chitosan modified polylactic acid material has the advantages of simple operation, low cost and high production efficiency, and the prepared chitosan modified polylactic acid material has good fluidity and hydrophilicity.

【技术实现步骤摘要】
一种壳聚糖改性聚乳酸材料的γ射线辐照制备方法
本专利技术属于材料改性
，具体涉及一种壳聚糖改性聚乳酸材料的γ射线辐照制备方法。
技术介绍
聚乳酸，是以玉米、秸秆等生物质通过发酵生产乳酸，再以乳酸为单体经化学合成的一类高分子材料。聚乳酸是一种可完全生物降解的聚酯类高分子材料。在自然条件下，聚乳酸及其制品是稳定的，但在堆肥条件下，可完全分解成二氧化碳和水，既不像聚苯乙烯那样在自然环境下需要的降解周期，又不像一般聚乙烯降解塑料那样只是崩解成碎片，仍然以破碎塑料的形态在环境中存在。来于自然，归于自然是聚乳酸材料的特点，其整个生命周期对生态环境是友好的。聚乳酸是一种无毒、可完全生物降解的聚合物。它不仅具有较好的化学惰性、易加工性，而且还具有良好的生物相容性，是最有前途的可生物降解高分子材料之一。最终的降解产物是二氧化碳和水，不会对环境造成污染。这使之在以环境和发展为主题的今天越来越受到人们的重视，并对其在工业、农业、生物医药、食品包装等领域的应用展开了广泛地研究。中国专利CN102604347A公开了一种壳聚糖改性聚乳酸材料的γ射线辐照制备方法，将聚乳酸、天然高分了材料壳聚糖和敏化剂熔融共混，其中壳聚糖与聚乳酸的质量比为0.5:100-20:100，敏化剂与聚乳酸的质量比为0.5:100-10:100，热压冷却脱模成型，将所得材料放入辐照袋中抽真空或充氮气后密封，室温条件下利用Co-60γ射线对其进行辐照处理，即得到壳聚糖改性的聚乳酸材料。虽然采用该方法所制备的壳聚糖改性聚乳酸材料具有良好的热力学性能，凝胶分数60％-85％、玻璃化温度64℃-70℃、拉伸强度68MPa-79MPa，但是，其拉伸强度有待进一步提高，冲击强度差。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种壳聚糖改性聚乳酸材料的γ射线辐照制备方法。本专利技术制得的壳聚糖改性聚乳酸材料在具有良好的流动性和热稳定性的同时，具有优异的亲水性、力学性能。另外，本专利技术壳聚糖改性聚乳酸材料的制备方法操作简便易行，成本低，生产效率高。本专利技术的技术方案是：一种壳聚糖改性聚乳酸材料的γ射线辐照制备方法，包括以下步骤：S1向壳聚糖中加入混合醇液，混合醇液的加入量为上述壳聚糖质量的15-20倍，所述混合醇液由异丙醇和无水乙醇按体积比4:1组成，溶胀1h，得溶胀液；S2将香草醛溶于无水乙醇中，香草醛的质量为步骤S1所述壳聚糖质量的2倍，无水乙醇的质量为香草醛质量的4倍，得香草醛溶液，将上述香草醛溶液均匀滴加到步骤S1所得溶胀液中，滴加时间为1h，超声反应3h，超声反应温度为60℃，超声功率为300W，将反应产物过滤，洗涤，干燥，得改性壳聚糖；S3向步骤S2所得改性壳聚糖中加入过氧化氢溶液，过氧化氢溶液的加入量为步骤S2所得改性壳聚糖质量的10-15倍，浸泡1h，加入多功能助剂，搅拌均匀，得混合液A；S4将聚乳酸加入到步骤S3所得混合液A中，聚乳酸的加入量为步骤S2所得改性壳聚糖质量的5-7倍，搅拌均匀，加入甘油和三烯丙基异三聚氰酸酯，搅拌均匀，得混合液B，将上述混合液B加入到聚乙烯袋中，在常温常压下用60Co-γ射线进行辐照处理，辐照剂量为1-6kGy，过滤，干燥，粉碎，即得。进一步地，所述步骤S3所述过氧化氢溶液为质量浓度为15％的过氧化氢水溶液。进一步地，所述步骤S3中多功能助剂的加入量为步骤S2所得改性壳聚糖质量的1-2％。更进一步地，所述步骤S3中多功能助剂的加入量为步骤S2所得改性壳聚糖质量的1.6％。进一步地，所述步骤S3所述多功能助剂由硼酸、辛酸锌和磷酸三钙按质量比1-3:2-4:8-10组成。更进一步地，所述步骤S3所述多功能助剂由硼酸、辛酸锌和磷酸三钙按质量比2:3:9组成。进一步地，所述步骤S4中甘油的加入量为步骤S2所得改性壳聚糖质量的4-6％。更进一步地，所述步骤S4中甘油的加入量为步骤S2所得改性壳聚糖质量的5％。进一步地，所述步骤S4中三烯丙基异三聚氰酸酯的加入量为步骤S2所得改性壳聚糖质量的1-3％。更进一步地，所述步骤S4中三烯丙基异三聚氰酸酯的加入量为步骤S2所得改性壳聚糖质量的2％。本专利技术意外的发现，甘油的加入不仅能够改善聚乳酸在溶液中的分散性，使聚乳酸分散更加均匀，还能增强制得的聚乳酸材料的抗冲击性能以及柔韧性，还能够对聚乳酸的辐照改性起到保护作用，使得聚乳酸的分子量在辐照的过程中不发生降解，降低辐照所用剂量；另外，它还能与三烯丙基异三聚氰酸酯协同作用，提高聚乳酸材料的分子量。本专利技术将聚乳酸加入到含有改性壳聚糖以及多功能助剂的过氧化氢溶液中，进行辐照改性，利用过氧化氢作为引发剂，引发含有活性官能团的改性壳聚糖与聚乳酸的反应，将活性基团引入到聚乳酸材料表面。本专利技术中利用香草醛对壳聚糖进行改性，能够在材料中引入新的反应基团，不仅能够增强材料的机械强度，还能改善材料的亲水性。本专利技术中加入的由硼酸、辛酸锌和磷酸三钙按一定质量比组成的多功能助剂，不仅能够增强改性壳聚糖与聚乳酸的相容性，还能够提高材料的结晶速度，改善材料的耐热性能以及力学性能，有效降低材料的玻璃化转变温度，改善材料的加工性能，达到增韧的目的。与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：(1)本专利技术壳聚糖改性聚乳酸材料具有良好的流动性和热稳定性，具有良好的亲水性、力学性能。(2)本专利技术壳聚糖改性聚乳酸材料的制备方法简单，生产效率高。(3)本专利技术壳聚糖改性聚乳酸材料的性能优异，大大拓展了聚乳酸材料的应用范围。(4)相比材料成型后辐照的方法，本专利技术在辐照改性完成后进行过滤，干燥，粉碎，得到壳聚糖改性聚乳酸材料的方法，使得材料的均匀性更好。具体实施方式以下通过具体实施方式的描述对本专利技术作进一步说明，但这并非是对本专利技术的限制，本领域技术人员根据本专利技术的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本专利技术的基本思想，均在本专利技术的范围之内。本专利技术中，壳聚糖可购自苏州卓鑫生物科技有限公司，货号：90123；聚乳酸可购自东莞市金运来塑胶原料有限公司，货号：6350D。实施例1、一种壳聚糖改性聚乳酸材料的γ射线辐照制备方法所述壳聚糖改性聚乳酸材料的γ射线辐照制备方法，包括以下步骤：S1向壳聚糖中加入混合醇液，混合醇液的加入量为上述壳聚糖质量的15倍，所述混合醇液由异丙醇和无水乙醇按体积比4:1组成，溶胀1h，得溶胀液；S2将香草醛溶于无水乙醇中，香草醛的质量为步骤S1所述壳聚糖质量的2倍，无水乙醇的质量为香草醛质量的4倍，得香草醛溶液，将上述香草醛溶液均匀滴加到步骤S1所得溶胀液中，滴加时间为1h，超声反应3h，超声反应温度为60℃，超声功率为300W，将反应产物过滤，洗涤，干燥，得改性壳聚糖；S3向步骤S2所得改性壳聚糖中加入质量浓度为15％的过氧化氢水溶液，过氧化氢水溶液的加入量为步骤S2所得改性壳聚糖质量的10倍，浸泡1h，加入由硼酸、辛酸锌和磷酸三钙按质量比1:4:10组成的多功能助剂，多功能助剂的加入量为步骤S2所得改性壳聚糖质量的1％，搅拌均匀，得混合液A；S4将聚乳酸加入到步骤S3所得混合液A中，聚乳酸的加入量为步骤S2所得改性壳聚糖质量的5倍，搅拌均匀，加入甘油和三烯丙基异三聚氰酸酯，搅拌均匀，甘油的加入量为步骤S2所得改性壳聚糖质量的4％，三烯丙基异三聚氰酸酯的加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种壳聚糖改性聚乳酸材料的γ射线辐照制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1向壳聚糖中加入混合醇液，混合醇液的加入量为上述壳聚糖质量的15‑20倍，所述混合醇液由异丙醇和无水乙醇按体积比4:1组成，溶胀1h，得溶胀液；S2将香草醛溶于无水乙醇中，香草醛的质量为步骤S1所述壳聚糖质量的2倍，无水乙醇的质量为香草醛质量的4倍，得香草醛溶液，将上述香草醛溶液均匀滴加到步骤S1所得溶胀液中，滴加时间为1h，超声反应3h，超声反应温度为60℃，超声功率为300W，将反应产物过滤，洗涤，干燥，得改性壳聚糖；S3向步骤S2所得改性壳聚糖中加入过氧化氢溶液，过氧化氢溶液的加入量为步骤S2所得改性壳聚糖质量的10‑15倍，浸泡1h，加入多功能助剂，搅拌均匀，得混合液A；S4将聚乳酸加入到步骤S3所得混合液A中，聚乳酸的加入量为步骤S2所得改性壳聚糖质量的5‑7倍，搅拌均匀，加入甘油和三烯丙基异三聚氰酸酯，搅拌均匀，得混合液B，将上述混合液B加入到聚乙烯袋中，在常温常压下用60Co‑γ射线进行辐照处理，辐照剂量为1‑6kGy，过滤，干燥，粉碎，即得。

【技术特征摘要】
1.一种壳聚糖改性聚乳酸材料的γ射线辐照制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1向壳聚糖中加入混合醇液，混合醇液的加入量为上述壳聚糖质量的15-20倍，所述混合醇液由异丙醇和无水乙醇按体积比4:1组成，溶胀1h，得溶胀液；S2将香草醛溶于无水乙醇中，香草醛的质量为步骤S1所述壳聚糖质量的2倍，无水乙醇的质量为香草醛质量的4倍，得香草醛溶液，将上述香草醛溶液均匀滴加到步骤S1所得溶胀液中，滴加时间为1h，超声反应3h，超声反应温度为60℃，超声功率为300W，将反应产物过滤，洗涤，干燥，得改性壳聚糖；S3向步骤S2所得改性壳聚糖中加入过氧化氢溶液，过氧化氢溶液的加入量为步骤S2所得改性壳聚糖质量的10-15倍，浸泡1h，加入多功能助剂，搅拌均匀，得混合液A；S4将聚乳酸加入到步骤S3所得混合液A中，聚乳酸的加入量为步骤S2所得改性壳聚糖质量的5-7倍，搅拌均匀，加入甘油和三烯丙基异三聚氰酸酯，搅拌均匀，得混合液B，将上述混合液B加入到聚乙烯袋中，在常温常压下用60Co-γ射线进行辐照处理，辐照剂量为1-6kGy，过滤，干燥，粉碎，即得。2.如权利要求1所述的壳聚糖改性聚乳酸材料的γ射线辐照制备方法，其特征在于，所述步骤S3所述过氧化氢溶液为质量浓度为15％的过氧化氢水溶液。3.如权利要求1所述的壳聚糖改性聚乳酸材料的γ射线辐照制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹伟权，万利秀，辜英杰，
申请(专利权)人：广州华大生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44