[发明专利]一种海藻酸钠交联树枝状大分子/水性聚氨酯保鲜膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种保鲜膜领域，具体涉及一种海藻酸钠交联树枝状大分子/水性聚氨酯保鲜膜及其制备方法。

背景技术

现如今市场上使用的塑料膜制品造成的环境污染已经越来越引起人们的注意，其中废弃膜的用后处理问题和膜的污染现象亟待解决。

海藻酸钠(SA)具有良好的生物相容性，具有无毒无味的特性、良好的生物降解性和生物相容、稳定性、成膜性，以及一定的韧性、强度和生物黏附性，因此在食品、化妆品、医药、工业生产、生物技术等领域得到广泛应用。海藻酸钠能与除镁、汞以外的二价金属离子发生离子性置换反应生成海藻酸盐水凝胶，但离子交联型SA凝胶的降解产物相对分子质量较高，且二价正离子容易流失，因而凝胶降解不易控制，而它的醛基化产物则较易降解。

樊李红、潘晓然等人在其《羟丙基壳聚糖/氧化海藻酸钠水凝胶的制备及表征》一文中，将海藻酸钠经高碘酸钠氧化制得氧化海藻酸钠，利用其醛基与羟丙基壳聚糖上的氨基交联制备出能够原位交联的水凝胶。

树形聚合物是具有类似树枝状支化结构的三维立体构造的高分子，这类聚合物的结构特点是结构高度支化而富含内腔，与线性结构的聚合物相比具有良好的溶解性和较低的粘度，而且树枝状大分子具有高官能度、球形对称三维结构以及分子间和分子内不发生链缠结等结构特点，可控制的表面基团及化学稳定性，可以形成具有一定特色的超薄膜。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种海藻酸钠交联树枝状大分子/水性聚氨酯保鲜膜及其制备方法。

一种海藻酸钠交联树枝状大分子/水性聚氨酯保鲜膜，其制备首先以乙二胺与丙烯酸甲酯为原料合成了端基为四个胺基的树枝状大分子；之后将海藻酸钠经高碘酸钠氧化制得氧化海藻酸钠，然后将两者与水性聚氨酯共混，利用氧化海藻酸钠的醛基基团与树枝状大分子端胺基的交联反应，与水性聚氨酯之间的氢键作用，提高体系之间的相容性，得到高性能、可降解的水性聚氨酯保鲜膜。

具体步骤如下：

（1）端胺基树枝状大分子的合成：

①、将3-6重量份乙二胺加入到带有磁力搅拌子、回流冷凝管和温度计的三颈瓶中，以乙二胺和丙烯酸甲酯摩尔比为1:8的量加入丙烯酸甲酯以及15-20份甲醇，搅拌混合均匀，于20-30℃下搅拌反应5-7小时，减压蒸馏，得到淡黄色液体；

②、将上述淡黄色液体中与15-20份甲醇、35-50份乙二胺依次加入到三颈瓶中，搅拌混合均匀，于20-30℃下搅拌反应20-26小时，减压蒸馏，得淡黄色透明粘稠状液体产物；

（2）海藻酸钠的氧化处理：

将40-60重量份海藻酸钠溶于蒸馏水中，加入110-130份乙醇和100-110份高碘酸钠溶液，于25-35℃避光反应5-8小时，产物经抽滤后用水与乙醇的混合溶液反复洗涤，得到氧化海藻酸钠；

（3）水性聚氨酯的合成：

将65-75份聚(1,4-己二酸乙二醇)酯和4-6份1,4-甲苯二异氰酸酯加入四口瓶，并在110-130℃搅拌10-20分钟，然后冷至80-90℃，在氮气保护下滴加18-26份1,4-甲苯二异氰酸酯，搅拌反应2-3小时，制得聚氨酯预聚物，加入适量的丙酮以降低其粘度，然后降温至55-65℃，加入3-6份三乙胺继续搅拌25-40分钟，降至室温，一次性迅速加入280-300份去离子水使预聚体乳化，制得水性聚氨酯；

（4）交联共混：

将步骤（1）端胺基树枝状大分子加入160-260份蒸馏水，加热至35-55℃搅拌至溶解，加入步骤（2）氧化海藻酸钠与上述水性聚氨酯充分搅拌混合，减压脱泡，倒入聚四氟乙烯模具上流延，于30-40℃静置2-5小时，干燥即得。

其中，所述的步骤（2）中水与乙醇的混合溶液的体积比为1:1。

其中，所述的步骤（2）中高碘酸钠溶液的浓度为0.4mol/L。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）海藻酸钠是由β-1,4-D-甘露糖醛酸(M)和α-1,4-L-古罗糖醛酸(G)单元组成的线性聚合物，其中G单元上相邻的两个-OH易被氧化成-CHO，本发明使用高碘酸钠氧化海藻酸钠，得到具有双醛基结构的氧化海藻酸钠，利用醛基基团可作为交联剂使用，代替常用的甲醛、戊二醛等对人体毒害较大的交联剂，对人体、环境无毒无害、具有生物相容性，且经醛基化的海藻酸钠无需在特定酶的作用下即可降解，大大缩短保鲜膜完全降解时间。