一种卡拉胶膜材料的热压成型制备方法技术

本发明专利技术公开了一种卡拉胶膜材料的热压成型制备方法。本发明专利技术将卡拉胶、水和无机盐溶液均匀混合后装入模具后热压成型。本发明专利技术通过热压的方式将卡拉胶加工成型，这是因为卡拉胶可以溶于热水，在温度和压力的作用下，水分子可以破坏卡拉胶自身分子间相互作用，使卡拉胶熔融热塑；同时，卡拉胶在成型的过程中可以和不同离子(Na

【技术实现步骤摘要】
一种卡拉胶膜材料的热压成型制备方法


[0001]本专利技术涉及卡拉胶膜材料
，尤其涉及一种卡拉胶膜材料的热压成型制备方法。

技术介绍

[0002]卡拉胶，是一种从海洋红藻中提取的硫酸酯化多糖高聚物，是可溶性的大分子多糖类亲水胶体，分子中含有大量羟基，所以具有优良的溶解性、胶凝性和亲水性等特点。卡拉胶在洗涤剂、化妆品和食品添加剂等方面有非常广泛的应用。不同类型的卡拉胶的性质受离子溶液影响有很大的不同。例如，K型卡拉胶与钾离子能形成坚硬的凝胶；I型卡拉胶与钙离子能形成柔软弹性的凝胶；因此通过在溶液中添加不同类型离子溶液，可以得到不同性能的卡拉胶凝胶材料。卡拉胶也常用于和其它天然高分子材料共混，以改善或调控其它高分子材料的性能。
[0003]目前，制备卡拉胶材料的方法主要是溶液法，静电纺丝法和溶胶凝胶法等。这些方法虽然操作方便，步骤简单，但反应过程中溶剂使用量大，后处理繁琐，也容易造成污染。

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，提出一种卡拉胶膜材料的热压成型制备方法。
[0005]本专利技术的一种卡拉胶膜材料的热压成型制备方法，将卡拉胶、水和无机盐溶液均匀混合后装入模具后热压成型。
[0006]进一步的，所述卡拉胶的类型为K型、I型和L型。
[0007]进一步的，所述卡拉胶与水的质量比为1:0.8
‑
1.2。
[0008]进一步的，所述无机盐溶液为氯化钠溶液、氯化镁溶液或氯化钙溶液中的一种或多种。
[0009]进一步的，无机盐溶液的浓度为0.1
‑
0.2g/L，与卡拉胶与水的质量之和的质量体积比为4：0.1
‑
50g/μL。
[0010]进一步的，所述热压温度为70
‑
90℃，热压时间为3
‑
5min。
[0011]本专利技术通过热压的方式将卡拉胶加工成型，这是因为卡拉胶可以溶于热水，在温度和压力的作用下，水分子可以破坏卡拉胶自身分子间相互作用，使卡拉胶熔融热塑；同时，卡拉胶在热压成型的过程中可以和不同离子(Na
+
，Mg
2+
和Ca
2+
等)形成交联结构，从而可以对卡拉胶材料的力学强度进行调控。与溶液法相比，热压法溶液用量少，步骤简单，无需或进行简单后处理，是卡拉胶材料应用较理想的加工方法。
附图说明
[0012]图1为实施例1中的不同加工条件制备的卡拉胶膜材料；
[0013]图2a为加入各类离子溶液的I型卡拉胶膜材料的抗拉强度测试图；
[0014]图2b为加入各类离子溶液的I型卡拉胶膜材料的断裂伸长率测试图。
具体实施方式
[0015]以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，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。
[0016]实施例1
[0017]配制浓度为0.1g/L的氯化钠无机盐离子溶液。将卡拉胶(K型和I型)、离子溶液和水共混搅拌均匀，放入模具中，再将模具放至热压机中进行热压。卡拉胶与水溶液的比例为1:0.8，总量4g；无机盐离子体积为10μL。热压温度90℃，压力40Mpa，时间热压5min。热压结束进行水冷却，即可得到卡拉胶膜材料。
[0018]图1为不同加工条件卡拉胶膜材料。(a)卡拉胶与纯水；(b)加Na离子的K
‑
型卡拉胶；(c)加入Na离子的I
‑
型卡拉胶复合膜切片。
[0019]如图1中(a)所示，卡拉胶与纯水共混时，通过热压可以加工形成均一透明的膜，说明卡拉胶可以在水的作用下热塑加工。加入离子溶液后(b和c)，虽然卡拉胶都能成膜，但不同类型卡拉胶的性能相差较大。K型卡拉胶形成的膜材料较脆且易碎，而I型卡拉胶材料透明均一，力学性能较好，说明离子溶液对卡拉胶材料的力学性能影响较大。对于K型卡拉胶，Na离子溶液加入后与水分子产生强烈的水合作用，减少了游离水分子的数量，削弱K型卡拉胶离子链与水分子之间的静电作用和氢键作用，影响了K型卡拉胶的成膜性。而I型卡拉胶可以和Na离子溶液形成较强的相互作用，进而增加了材料的力学性能。
[0020]实施例2
[0021]制备方法与实施例1相同，不同之处在于，使用的卡拉胶为I型卡拉胶，离子溶液分别为氯化钠、氯化镁和氯化钙。离子溶液浓度为0.1g/L，使用量为0
‑
50μL。
[0022]性能测试
[0023]将所得卡拉胶膜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(σb,MPa)和断裂生长率(εb,％)，每组样品测量5次求其平均值。测试结果如图2所示。
[0024]图2a为加入各类离子溶液的I型卡拉胶膜材料的抗拉强度测试图；图2b为加入各类离子溶液的I型卡拉胶膜材料的断裂伸长率测试图。
[0025]由图2结果可以看出，随着盐离子溶液浓度的增加，Na离子和Mg离子改性材料的断裂伸长率和抗拉强度呈现先增加后下降的趋势，分别在30μL(Na离子)和40μL(Mg离子)时力学性能达到最高；Ca离子改性的卡拉胶膜材料的强度呈现出先增加后减少的趋势，在30μL，抗拉强度达到最高，而断裂伸长率随离子浓度的增加而持续增长。以上结果说明通过和不同离子的相互作用，可以在一定程度提高卡拉胶的力学性能。
[0026]以上未涉及之处，适用于现有技术。
[0027]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】
1.一种卡拉胶膜材料的热压成型制备方法，其特征在于，将卡拉胶、水和无机盐溶液均匀混合后装入模具后热压成型。2.如权利要求1所述的一种卡拉胶膜材料的热压成型制备方法，其特征在于，所述卡拉胶的类型为K型、I型和L型。3.如权利要求1所述的一种卡拉胶膜材料的热压成型制备方法，其特征在于，所述卡拉胶与水的质量比为1:0.8
‑
1.2。4.如权利要求1所述的一种卡拉胶膜材料的热压成型制备方法，其特征在于，所述无机盐溶液为氯化钠溶液、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，孙桂林，王盛鸿，
申请(专利权)人：湖北第二师范学院，
类型：发明
国别省市：