一种低共熔溶剂增塑壳聚糖薄膜的制备方法技术

技术编号：40879617 阅读：2 留言：0更新日期：2024-04-08 16:50

本发明专利技术公开了一种低共熔溶剂增塑壳聚糖薄膜的制备方法，属于薄膜技术领域。本发明专利技术严格筛选了氢键供体与氢键受体，并将其按照特定的摩尔比混合，使得到的低共熔溶剂可以作为增塑剂掺入到薄膜材料的制备中。对比了CC‑LA、CC‑G和CC‑U三种胆碱基DES，及三种不同DES的添加量对壳聚糖薄膜的增塑影响，通过红外光谱、XRD、SEM、热重、机械性能等测试，分析对比了DES增塑前后的壳聚糖薄膜的性能与结构。结果表明，DES的添加，使得薄膜的结晶度降低，但特征峰并未发生改变，并且会使得薄膜的拉伸强度降低，断裂伸长率增大。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于薄膜，尤其涉及一种低共熔溶剂增塑壳聚糖薄膜的制备方法。

技术介绍

1、壳聚糖分子呈现双螺旋结构特征，其分子内和分子间具有大量氢键更容易形成结晶区，从而具有较高结晶结构，且不溶于水、碱以及一般有机溶剂。由单一壳聚糖制备的薄膜和涂层存在着脆性大、强度低、耐水性差等缺点，使广泛应用受限，因此常需对纯壳聚糖进行改性或在其加工制备过程中添加助剂。其中，添加增塑剂是操作简便、成本低廉、普适性强的最佳方案之一，其可改变壳聚糖材料结构，增强其链段运动性，减弱其分子间作用力，进而增加材料的柔韧性和可塑性。增塑剂种类繁多，如邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、多元醇类、环氧类、柠檬酸酯类等，以及后来发展的离子液体和低共熔溶剂；若考虑到增塑效果良好、低碳环保、易回收利用、整体组分种类最少及造价成本较低等因素，低共熔溶剂(des)是目前的研究热点，极具应用潜力。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种低共熔溶剂增塑壳聚糖薄膜的制备方法。

2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：

3、一种低共熔溶剂，以氯化胆碱为氢键供体，以乳酸、丙三醇或尿素为氢键受体，所述氢键供体与所述氢键受体的摩尔比为1∶2。

4、本专利技术还提供一种所述低共熔溶剂的制备方法，将氢键供体与氢键受体混合，油浴加热条件下磁力搅拌，直至得到均匀透明的混合液体，干燥，得到低共熔溶剂。

5、本专利技术还提供一种所述低共熔溶剂在制备薄膜材料中的应用。</p>

6、本专利技术还提供一种低共熔溶剂增塑壳聚糖薄膜的制备方法，将所述低共熔溶剂按照壳聚糖质量的20-80％的比例加入壳聚糖溶液中，搅拌，超声脱泡，静置，涂膜，干燥，得到低共熔溶剂增塑壳聚糖薄膜。优选为20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％。

7、进一步地，所述超声脱泡的功率为600w，时间为5min。

8、进一步地，所述静置时间为4h。

9、进一步地，所述壳聚糖溶液的制备方法包括以下步骤：将冰乙酸加入蒸馏水中得到浓度为3％的醋酸溶液，在壳聚糖中加入醋酸溶液，恒温油浴锅中搅拌至溶解。所述壳聚糖与醋酸溶液的用量比为3g∶100ml。

10、低共熔溶剂拥有与离子液体类似的理化性质，其价格更低、环境友好、易于回收。本专利技术制备的低共熔溶剂作为增塑剂可在聚合物分子间、甚至在分子内部都能形成氢键，降低聚合物分子之间的相互作用力，增加分子链段运动性，进而减弱材料的脆性、增强其延展性，在高分子材料改性方面前景广阔。

11、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：

12、本专利技术严格筛选了氢键供体与氢键受体，并将其按照特定的摩尔比混合，使得到的低共熔溶剂可以作为增塑剂掺入到薄膜材料的制备中。对比了cc-la、cc-g和cc-u三种胆碱基des，及三种不同des的添加量对壳聚糖薄膜的增塑影响，通过红外光谱、xrd、sem、热重、机械性能等测试，分析对比了des增塑前后的壳聚糖薄膜的性能与结构。结果表明，des的添加，使得薄膜的结晶度降低，但特征峰并未发生改变；des增塑剂的添加会使得薄膜的拉伸强度降低，断裂伸长率增大。

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【技术保护点】

1.一种低共熔溶剂，其特征在于，以氯化胆碱为氢键供体，以乳酸、丙三醇或尿素为氢键受体，所述氢键供体与所述氢键受体的摩尔比为1∶2。

2.一种如权利要求1所述的低共熔溶剂的制备方法，其特征在于，将氢键供体与氢键受体混合，油浴加热条件下磁力搅拌，直至得到均匀透明的混合液体，干燥，得到低共熔溶剂。

3.一种如权利要求1所述的低共熔溶剂在制备薄膜材料中的应用。

4.一种低共熔溶剂增塑壳聚糖薄膜的制备方法，其特征在于，将权利要求1所述的低共熔溶剂按照壳聚糖质量的20-80％的比例加入壳聚糖溶液中，搅拌，超声脱泡，静置，涂膜，干燥，得到低共熔溶剂增塑壳聚糖薄膜。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述超声脱泡的功率为600W，时间为5min。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述静置时间为4h。

7.根据权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖溶液的制备方法包括以下步骤：将冰乙酸加入蒸馏水中得到浓度为3％的醋酸溶液，在壳聚糖中加入醋酸溶液，恒温油浴锅中搅拌至溶解。

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【技术特征摘要】

1.一种低共熔溶剂，其特征在于，以氯化胆碱为氢键供体，以乳酸、丙三醇或尿素为氢键受体，所述氢键供体与所述氢键受体的摩尔比为1∶2。

3.一种如权利要求1所述的低共熔溶剂在制备薄膜材料中的应用。

4.一种低共熔溶剂增塑壳聚糖薄膜的制备方法，其特征在于，将权利要求1所述的低共熔溶剂按照壳聚糖质量的20-80％的比例加入壳聚糖溶液中，搅拌，超声脱泡，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翠翠，周凝，黄崇杏，李婉，麻少莹，魏萍，林君，唐婷，黄春秋，
申请(专利权)人：广西农业职业技术大学，
类型：发明
国别省市：

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