一种壳聚糖／纤维素复合材料的制备方法，涉及一种天然高分子复合材料。提供一种壳聚糖／纤维素复合材料的制备方法。将纤维素溶解于离子液体中加热得溶液Ａ；将壳聚糖溶解于离子液体中加热得溶液Ｂ；将Ａ和Ｂ混合，在玻璃片上流平，再浸入凝固剂中得凝胶态的膜；或将混合溶液纺丝，在凝固剂中浸泡得凝胶态的丝；将膜或丝洗涤，干燥即得产物。以绿色溶剂离子液体溶解纤维素和壳聚糖，溶解过程依靠离子液体强大的氢键破坏能力，壳聚糖的氨基未被质子化；而壳聚糖与纤维素混合均匀后得到的复合材料力学性能良好，可拓展提升其在临床医学等领域的应用。所得复合材料的形貌容易控制，设备要求简单，操作简便，离子液体可回收，整个反应过程绿色环保。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种天然高分子复合材料，尤其是涉及一种壳聚糖/纤维素复合材料 的制备方法。
技术介绍
如今，化石能源(石油、煤和天然气等)的日趋枯竭已经成为不争的事实，人们开 始重视生物质的开发利用。生物质储量丰富，其中储量最大的是纤维素，排名第二的是甲 壳素。纤维素是由许多个D-(+)葡萄糖通过β _1，4糖甙键结合成的多糖，甲壳素分子结 构与纤维素相似，只是2位上的-OH基被-NHCOCH3置换，甲壳素经处理后脱乙酰基变成壳 聚糖。壳聚糖比甲壳素多一个活泼性的-NH2基，壳聚糖与它的衍生物广泛应用食品、化妆 品、生物医疗、废水处理、非均相催化等领域。但是，单一的壳聚糖材料在韧性和稳定性及 多功能性方面差，使壳聚糖在临床医学等领域受到了很大的限制。将具有不同性能的高分 子材料复合，能综合所有高分子材料的优点得到性能比所有高分子材料优良的复合材料。 壳聚糖/纤维素复合材料就是其中的一种，这种材料利用纤维素提高了共混材料的力学性 能，同时也能保持壳聚糖良好的生物相容性和生物可降解性，已经应用于食物保鲜、抗菌、 金属离子吸附等方面。目前，壳聚糖/纤维素复合材料的制备过程中多借用稀酸和有机溶 剂进行溶解和处理，存在环境污染、降低性能等问题(Mitsubishi Rayon Co. Ltd, Japanese Patent 81,106,901；Fiji Spinning Co. Ltd, Japanese Patent 59,116,418 ；C. M. Shih, Y. Τ. Shieh, Y. K. Twu, Carbohyd. Polym. 2009,78 169-174)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。本专利技术包括以下步骤1)纤维素的溶解将纤维素溶解于离子液体中，浓度为1 6wt%，加热至溶液透 明，得溶液A ；2)壳聚糖的溶解将壳聚糖溶解于离子液体中，浓度为1 6wt%，加热至溶液透 明，得溶液B;3)将溶液A和溶液B混合，得混合溶液；4)将混合溶液在玻璃片上流平，然后将玻璃片浸入凝固剂中浸泡，得凝胶态的膜； 或将混合溶液采用湿法纺丝，将制取的丝在凝固剂中浸泡，得凝胶态的丝；5)将步骤4)得到的凝胶态的膜或凝胶态的丝洗涤，干燥，即得到壳聚糖/纤维素 复合材料。所述纤维素和壳聚糖的质量比可为(6 1) 1。在步骤1)中，所述离子液体可为烷基咪唑氯盐或烷基咪唑醋酸盐等，即离子液体 的阳离子为烷基咪唑阳离子型，阴离子为氯离子或醋酸根离子；所述加热的温度可为80 130°C。在步骤2)中，所述离子液体可为1-氢-3-甲基咪唑氯盐(HMImCl)与其它烷基咪 唑氯(醋酸)盐的二元混合离子液体，或1-氢-3-甲基咪唑醋酸盐(HMImAc)与其它烷基 咪唑氯(醋酸)盐的二元混合离子液体，HMImCl与其它离子液体，或HMImAc与其它离子液 体按1 (6. 5 9. 5)的质量比混合；所述加热的温度可为80 130°C。在步骤3)中，所述将溶液A和溶液B混合，可将溶液A和溶液B混合搅拌，混合搅 拌的温度可为80 130°C，混合搅拌的时间可为0. 5 4h。在步骤4)中，所述将混合溶液在玻璃片上流平，然后将玻璃片浸入凝固剂中浸泡 的时间可为5 30h ；所述将混合溶液采用湿法纺丝，将制取的丝在凝固剂中浸泡的时间可 为5 30h ；所述凝固剂可为甲醇、乙醇或水等。在步骤5)中，所述洗涤，可用乙醇和水交替洗涤3 6次。本专利技术具有以下特点1)以绿色溶剂离子液体溶解纤维素和壳聚糖，该溶解过程是依靠离子液体强大的 氢键破坏能力，壳聚糖的氨基未被质子化。而传统的稀酸溶剂的溶解过程依靠是依靠H+离 子将氨基质子化，从而破坏壳聚糖氢键结构达到溶解效果，氨基未被质子化可以拓展壳聚 糖在生物医疗领域的应用；2)壳聚糖与纤维素混合均勻后得到的复合材料力学性能良好，使其在临床医学等 领域的应用得到提升；3)所得复合材料的形貌容易控制，设备要求简单，操作简便，离子液体可回收，整 个反应过程绿色环保。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1于圆底烧瓶中，将1. 2g纤维素溶解于30g离子液体1- 丁基-3-甲基咪唑氯盐 (BMImCl)中，机械搅拌下加热至110°C保持一段时间直至溶液透明。另一圆底烧瓶中，将 0. 6g壳聚糖溶解于20g混合离子液体(BMImCl HMImCl = 9 l，w/w)中，机械搅拌下加 热至110°C保持一段时间直至溶液透明。将上述两种溶液混合，110°C下机械搅拌ih至混 合均勻，然后将得到的混合溶液在玻璃片上流平，将玻璃片浸入凝固剂中得到凝胶态的膜。 再生的膜在凝固剂中浸泡24h，以充分除去离子液体，然后取出用乙醇和纯净水交替洗涤4 次，干燥，即得到壳聚糖/纤维素复合膜材料。或者将得到的混合溶液装入医用注射器中， 然后将溶液推入凝固剂中进行湿法纺丝得到凝胶态的丝。再生的丝在凝固剂中浸泡24h，以 充分除去离子液体，然后取出用乙醇和纯净水交替洗涤4次，干燥，即得到壳聚糖/纤维素 复合丝材料。以WDS-5型电子万能试验机测得复合膜材料的拉伸强度为5. 2kPa,断裂伸长率达 3% ；复合丝材料的拉伸强度为18. 6kPa，断裂伸长率达5. 5%。实施例2于圆底烧瓶中，将1. 2g纤维素溶解于30g离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐 (AMImCl)中，机械搅拌下加热至110°C保持一段时间直至溶液透明。另一圆底烧瓶中，将0. 6g壳聚糖溶解于20g混合离子液体(AMImCl HMImCl = 8. 5 l，w/w)中，机械搅拌下 加热至110°C保持一段时间直至溶液透明。将上述两种溶液混合，110°C下机械搅拌ih至混 合均勻，然后将得到的混合溶液在玻璃片上流平，将玻璃片浸入凝固剂中得到凝胶态的膜。 再生的膜在凝固剂中浸泡24h，以充分除去离子液体，然后取出用乙醇和纯净水交替洗涤4 次，干燥，即得到壳聚糖/纤维素复合膜材料。或者将得到的混合溶液装入医用注射器中， 然后将溶液推入凝固剂中进行湿法纺丝得到凝胶态的丝。再生的丝在凝固剂中浸泡24h，以 充分除去离子液体，然后取出用乙醇和纯净水交替洗涤4次，干燥，即得到壳聚糖/纤维素 复合丝材料。测得复合膜材料的拉伸强度为11. 6kPa,断裂伸长率达3. 8% ；测得复合丝材料的 拉伸强度为23. 3kPa，断裂伸长率达8.6%。实施例3于圆底烧瓶中，将1. 5g纤维素溶解于30g离子液体BMImCl中，机械搅拌下加热至 110°c保持一段时间直至溶液透明。另一圆底烧瓶中，将0. 5g壳聚糖溶解于20g混合离子 液体(BMImCl HMImCl = 8:1，w/w)中，机械搅拌下加热至110°C保持一段时间直至溶 液透明。将上述两种溶液混合，110°C下机械搅拌Ih至混合均勻，然后将得到的混合溶液在 玻璃片上流平，将玻璃片浸入凝固剂中得到凝胶态的膜。再生的膜在凝固剂中浸泡24h，以 充分除去离子液体，然后取出用乙醇和纯净水交替洗涤4次，干燥，即得到壳聚糖/纤维素 复合膜材料。或者将得到的混合溶液装入医用注射器中，然后将溶液推入凝固剂中进行湿 法纺丝得到凝胶态的丝。再生的丝在凝固剂中浸泡24h，以充分除去离子液体，然后取本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种壳聚糖／纤维素复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤： １）纤维素的溶解：将纤维素溶解于离子液体中，浓度为１～６ｗｔ％，加热至溶液透明，得溶液Ａ； ２）壳聚糖的溶解：将壳聚糖溶解于离子液体中，浓度为１～６ｗｔ％，加热至溶液透明，得溶液Ｂ； ３）将溶液Ａ和溶液Ｂ混合，得混合溶液； ４）将混合溶液在玻璃片上流平，然后将玻璃片浸入凝固剂中浸泡，得凝胶态的膜；或 将混合溶液采用湿法纺丝，将制取的丝在凝固剂中浸泡，得凝胶态的丝； ５）将步骤４）得到的凝胶态的膜或凝胶态的丝洗涤，干燥，即得到壳聚糖／纤维素复合材料。
【技术特征摘要】
一种壳聚糖/纤维素复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤1)纤维素的溶解将纤维素溶解于离子液体中，浓度为1～6wt％，加热至溶液透明，得溶液A；2)壳聚糖的溶解将壳聚糖溶解于离子液体中，浓度为1～6wt％，加热至溶液透明，得溶液B；3)将溶液A和溶液B混合，得混合溶液；4)将混合溶液在玻璃片上流平，然后将玻璃片浸入凝固剂中浸泡，得凝胶态的膜；或将混合溶液采用湿法纺丝，将制取的丝在凝固剂中浸泡，得凝胶态的丝；5)将步骤4)得到的凝胶态的膜或凝胶态的丝洗涤，干燥，即得到壳聚糖/纤维素复合材料。2.如权利要求1所述的一种壳聚糖/纤维素复合材料的制备方法，其特征在于所述纤 维素和壳聚糖的质量比为6 1 1。3.如权利要求1所述的一种壳聚糖/纤维素复合材料的制备方法，其特征在于在步骤 1)中，所述离子液体为烷基咪唑氯盐或烷基咪唑醋酸盐。4.如权利要求1所述的一种壳聚糖/纤维素复合材料的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述加热的温度为80 130°C。5.如权利要求1所述的一种壳聚糖/纤维素复合材料的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述离子液体为1-氢-3-甲基咪唑氯盐与其它烷基咪唑氯(醋...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴李宗，肖文军，吴廷华，许一婷，罗伟昂，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：92
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