一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法。本发明专利技术将壳聚糖和马来酸水溶液均匀混合后倒入密炼机中混炼得到热塑性壳聚糖。本发明专利技术的制备方法中，马来酸水溶液和壳聚糖按一定比例混合后，马来酸上的羧基可以和壳聚糖分子上的氨基和羟基作用，降低壳聚糖自身分子链自身的相互作用，降低壳聚糖的熔点，使得其在分解温度前可以熔融；马来酸的二元羧酸结构在反应的过程中更容易和壳聚糖形成交联结构，从而可以提高壳聚糖材料的力学性能。从而可以提高壳聚糖材料的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法


[0001]本专利技术涉及壳聚糖材料
，尤其涉及一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法。

技术介绍

[0002]壳聚糖是一种天然多糖，是甲壳素在浓碱中脱去部分乙酰基得到的产物。壳聚糖具有良好的生物相容性和降解性，壳聚糖分子上的氨基可以和某些正价离子结合，使得壳聚糖具有一定的吸附性和抗菌性。同时，壳聚糖具有良好的成膜性，壳聚糖膜的性质与壳聚糖的分子量、脱乙酰度和衍生结构相关。壳聚糖膜材料在食品保鲜、医用敷料、质子交换膜和污水处理方面有很大的应用前景。
[0003]目前制备壳聚糖膜材料所使用的方法有溶液法和熔融法两种。溶液法是目前改性或制备壳聚糖复合材料所使用的主要方法。由于壳聚糖的分子量较大，在溶液中质量分数超过5％时，溶液的黏度会很大。因此目前的改性方法中壳聚糖的质量分数一般为2％左右。这样不仅在改性的过程中需要使用大量的溶剂(酸溶液)，后续处理也费时费能。熔融法是一种理想的高分子加工成型制备方法。但纯壳聚糖溶解性较差，只能溶解在部分酸性溶液和离子溶液中，因此熔融法制备壳聚糖膜材料还未大规模应用。对于熔融法制备热塑性壳聚糖的基础研究，目前报道的也较少，主要在于酸溶液增塑壳聚糖的机理较复杂，常规酸如盐酸、醋酸改性所得到材料的力学性能也不够理想。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法。
[0005]本专利技术的一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法，将壳聚糖和马来酸水溶液均匀混合后倒入密炼机中混炼得到热塑性壳聚糖。
[0006]进一步的，所述马来酸水溶液中马来酸的质量分数为10％
‑
30％。
[0007]进一步的，所述壳聚糖与马来酸水溶液的质量比为1：1.5。
[0008]进一步的，在密炼机中混炼温度为90℃，混炼时间为5～15min。
[0009]进一步的，所述壳聚糖的脱乙酰度大于85％。
[0010]进一步的，所述壳聚糖的重均分子量为5～20万。
[0011]本专利技术的制备方法中，马来酸水溶液和壳聚糖按一定比例混合后，马来酸上的羧基可以和壳聚糖分子上的氨基和羟基作用，降低壳聚糖自身分子链自身的相互作用，降低壳聚糖的熔点，使得其在分解温度前可以熔融；马来酸的二元羧酸结构在反应的过程中更容易和壳聚糖形成交联结构，从而可以提高壳聚糖材料的力学性能。
具体实施方式
[0012]以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并
不限于这些实施例。
[0013]将重均分子量5万左右、脱乙酰度为85％的壳聚糖与马来酸水溶液混合均匀(其中壳聚糖和马来酸溶液的质量比为1：1.5，马来酸水溶液中马来酸的质量分数分别为10％，20％和30％)，倒入密炼机中80℃，30rpm的搅拌速度下充分混合15min即得到热塑性壳聚糖。为了进一步说明马来酸的增塑效果，用同样的配方，将马来酸换成不同结构一元羧酸，即乙酸、丙酸、丁酸和戊酸，酸溶液的浓度为20％，制备一系列不同酸改性的热塑性壳聚糖材料
[0014]表1不同酸增塑热塑性壳聚糖力学性能数据表
[0015][0016][0017]性能测试
[0018]将所得热塑性壳聚糖置于热压机中，在90℃进行压片得到热塑性壳聚糖均一透明的薄膜，然后切片得到哑铃型片材。材料在室温和湿度为60％RH的恒湿箱内平衡两周后在拉力机(6P
‑
Ts 2000s，深圳高品检测设备有限公司)上进行拉力测试。根据ASTM D 882
‑
81，拉伸速度设为5mm min
‑1，夹具为40mm。材料断裂后得到其断裂强度(σ
b
,MPa)和断裂生长率(ε
b
,％)，每组样品测量5次求其平均值。测试结果如下表1所示。
[0019]如表可知，增加马来酸的质量分数，壳聚糖的断裂强度先上升后下降，但效果与其它一元有机酸改性的材料相比明显提高，说明二元结构羧酸在改性的过程中更容易与壳聚糖形成交联作用，提高壳聚糖材料的力学性能。酸浓度过高会增加壳聚糖分子的降解，因此断裂强度下降。
[0020]同时，由表所知，马来酸改性的壳聚糖与丙酸、丁酸和戊酸改性壳聚糖的断裂伸长率相差不大，这主要是长的增塑剂分子链进一步增加了壳聚糖分子之间的距离，减小壳聚糖自身的相互作用，增加壳聚糖分子的运动性，使得断裂伸长率的变化不大，甚至稍弱一点。
[0021]以上未涉及之处，适用于现有技术。
[0022]虽然已经通过示例对本专利技术的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本专利技术的范围，本专利技术所属
的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本专利技术的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领
域的技术人员应该理解，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法，其特征在于：将壳聚糖和马来酸水溶液均匀混合后倒入密炼机中混炼得到热塑性壳聚糖。2.如权利要求1所述的一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法，其特征在于：所述马来酸水溶液中马来酸的质量分数为10％
‑
30％。3.如权利要求2所述的一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖与马来酸水溶液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，周文博，辛皓铭，
申请(专利权)人：湖北第二师范学院，
类型：发明
国别省市：