[发明专利]一种壳聚糖/纤维素共混膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案属于天然高分子复合材料领域，具体为一种壳聚糖/纤维素共混膜的 制备方法。

背景技术

纤维素和壳聚糖作为自然界中储量丰富的天然高分子，近年来受到人们的广泛研究。 将二者共混制得的复合材料利用纤维素提高了共混材料的机械性能，同时保持了壳聚糖优 良的生物相容性和抗菌性，无毒无污染。同时由于二者分子结构的相似性，为壳聚糖/纤维 素复合材料的制备提供了理论依据。纤维素和壳聚糖的多羟基特征使其分子间及分子内具 有较强的氢键作用，加上紧密的晶体结构使二者难溶于常规有机溶剂，极大地限制了其应 用。早先报道用三氟乙酸作为溶剂制备壳聚糖和纤维素的共混膜，但是两种聚合物降解严 重，且机械性能受纤维素量的影响较大，表明二者的相容性并不好。后来，在N-甲基吗 啉-N-氧化物(NMMO)中同时溶解纤维素和壳聚糖制备出复合膜，但是当壳聚糖的质量分数 超过5％时，膜由于相分离变得粗糙，表明NMMO对壳聚糖的溶解效果并不好。此外， NaOH/硫脲的混合溶液也可以制备壳聚糖/纤维素复合膜，但是该溶解体系的操作条件要求 苛刻。离子液体作为近年发现的一种新型绿色溶剂，具有不挥发、化学稳定性好、溶解能 力强、结构和性质可调控等特点，为壳聚糖/纤维素复合材料的制备提供了有利条件。

本发明涉及的制备方法简单，易于操作，离子液体绿色无污染可回收，所得壳聚糖/ 纤维素共混膜具有良好的生物相容性和生物可降解性，对金黄色葡萄球菌有较好的抑制作 用，能够促进伤口愈合，在生物医疗和食品工业领域有着广泛的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种壳聚糖/纤维素共混膜的制备方法。

本发明包括以下步骤：

(1)离子液体体系的制备：取氨基酸离子液体适量溶解于咪唑型离子液体中，氨基酸 离子液体的浓度为1～40wt％，得二元离子液体体系；

(2)壳聚糖的溶解：取壳聚糖适量加入步骤(1)中的二元离子液体体系中，浓度为0.05～ 5wt％，搅拌溶解至溶液透明，得壳聚糖离子液体均一溶液；

(3)壳聚糖/纤维素离子液体溶液的制备：取纤维素适量加入步骤(1)中所述的咪唑型离 子液体中，浓度为2～9wt％，搅拌溶解至溶液透明，得纤维素离子液体均一溶液，将步骤 (2)中的壳聚糖离子液体均一溶液加到该纤维素离子液体均一溶液中，继续搅拌1小时以上 得到溶质质量分数为2～6wt％的壳聚糖/纤维素复合离子液体溶液；

(4)将步骤(3)中的壳聚糖/纤维素复合离子液体溶液真空脱泡，倒在玻璃板上，刮膜棒 刮膜，然后将玻璃板连同共混膜浸入凝固浴中，得凝胶态的膜；

(5)将凝胶态膜洗涤、干燥，得壳聚糖/纤维素共混膜。

步骤(1)中所述的氨基酸离子液体为甘氨酸硝酸盐、甘氨酸氯乙酸盐、甘氨酸对甲苯磺 酸盐、赖氨酸盐酸盐、赖氨酸氯乙酸盐、赖氨酸对甲苯磺酸盐、脯氨酸盐酸盐、脯氨酸硝 酸盐、脯氨酸氯乙酸盐或脯氨酸对甲苯磺酸盐中的任意一种。

步骤(1)中所述的咪唑离子液体为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AMIMCl)、1-乙基-3-甲基 咪唑氯盐(EMIMCl)或1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑氯盐([HeMIM]Cl)中的任意一种。

步骤(3)中所述的壳聚糖与纤维素质量比为1～50∶50～99。

步骤(4)中所述的凝固浴为甲醇、乙醇、丙酮或水中的一种或几种。

本发明具有以下特点：

1、通过向咪唑型离子液体中加入少量氨基酸离子液体，既赋予二元离子液体体系溶 解壳聚糖的能力，又不影响纤维素的溶解，同时降低成本。离子液体为溶剂，绿色环保可 回收。

2、所得共混膜结构致密，具有良好的力学性能和抗菌性能，在生物医疗和食品工业 领域有着广泛的应用前景。

3、二元离子液体体系可回收，节约成本，绿色环保。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明所述壳聚糖/纤维素共混膜的形貌图。

图2为本发明所述壳聚糖/纤维素共混膜的横截面图。

图3为纯纤维素膜及添加不同量壳聚糖共混膜对金黄色葡萄球菌的抗菌性能。

具体实施方式

实施例1