[发明专利]一种氧化解聚壳聚糖合成抗菌型水性聚氨酯的制备方法

说明书

一种氧化解聚壳聚糖合成抗菌型水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：步骤一.采用过氧化氢溶液对壳聚糖进行氧化解聚处理，1,4‑β‑D葡萄糖苷键被切断，再经后处理得低聚壳聚糖，均匀分散于水中，得低聚壳聚糖悬浮液。将聚醚多元醇或聚酯多元醇、异氟尔酮二异氰酸酯、2,2‑二羟甲基丙酸、N,N二甲基吡咯烷酮和丙酮分批次反应，得聚氨酯预聚体；再加三乙胺中和反应，得聚氨酯成盐溶液。步骤二.加入乙二胺进行扩链反应，冰水浴下，加入低聚壳聚糖悬浮液乳化反应，得改性后的水性聚氨酯混合乳液。步骤三.脱除丙酮，得到抗菌型水性聚氨酯乳液，抗菌性显著提高。解决现有壳聚糖难溶于水，难以用于合成水性聚氨酯的技术问题。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域,特别涉及一种通过氧化解聚壳聚糖来合成抗菌型水性聚氨酯的制备方法。

背景技术

水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，由于其连续相为水，安全易于保存和储存，且使用方便成本低，较完整的保留了溶剂型聚氨酯的特性，另外由于水性聚氨酯分子链中存在库仑力和氢键的作用，使其在某些性能上优于溶剂型聚氨酯。因此，水性聚氨酯具有毒性小、不易燃烧、低污染性、节能、安全等优点，其研制与生产受到世界各国的重视。

壳聚糖(CS)是甲壳类生物甲壳素脱乙酰反应的产物，甲壳素来自虾、蟹等甲壳类生物的身体部位，由大部分氨基葡萄糖和少量N-乙酰氨基葡萄糖经1,4-β-D葡萄糖苷键相连而成的一种直链型天然高分子，结构基本上是由D-葡萄糖胺单元组成，N-乙酰基-D-葡萄糖胺的含量范围是0～50％。壳聚糖是地球上继纤维素之后最丰富的的多糖。由于壳聚糖资源丰富、无毒和无污染，且具有良好的生物相容性和生物可降解性，因此被广泛研究。目前为止，已经有大量文献报道了壳聚糖的广谱抗菌效果，其抗菌性主要源于壳聚糖分子结构中C2上大量质子化的氨基，氨基能破坏细菌的细胞膜，从而使其凋零，但是较差的水溶性使其应用受到了限制。

将壳聚糖用于合成水性聚氨酯，实现对水性聚氨酯的改性提高其抗菌性是很好的研究思路，引起人们的广泛关注。但是壳聚糖在水以及有机溶剂中溶解度小，所以其很难参与到水性聚氨酯乳液的合成反应。未解决该问题，现有技术采用对壳聚糖羧甲基化、胍基改性或使用酸性溶液溶解等方式来提高其溶解度，但是这些处理方式会影响壳聚糖抗菌活性的发挥以及水性聚氨酯膜的力学性能以及表面光滑度，限制其使用前景。

有鉴于此，如何设计一种将壳聚糖用于合成水性聚氨酯，实现对水性聚氨酯的改性提高其抗菌性的制备方法是本发明研究的课题。

发明内容

本发明目的是提供一种氧化解聚壳聚糖合成抗菌型水性聚氨酯的制备方法，其目的是要解决现有壳聚糖难溶于水，难以用于合成水性聚氨酯的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种氧化解聚壳聚糖合成抗菌型水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：

步骤一.制备低聚壳聚糖悬浮液和聚氨酯成盐溶液；

采用浓度为15～20％的过氧化氢溶液对壳聚糖进行氧化解聚处理，过氧化氢与壳聚糖发生自由基反应，充分反应后使壳聚糖的1,4-β-D葡萄糖苷键被切断，再经丙酮洗涤、离心分离、冷冻干燥得到低聚壳聚糖；再将所述低聚壳聚糖均匀分散于其重量200～250倍的水中，得低聚壳聚糖悬浮液；即通过氧化解聚处理降低所述壳聚糖的分子量，从而增加亲水性，得到在水中溶解度更高的低聚壳聚糖。

在惰性气体保护下，将聚醚多元醇或聚酯多元醇与异氟尔酮二异氰酸酯在80～85℃温度下充分反应，再加入2,2-二羟甲基丙酸、N,N二甲基吡咯烷酮和丙酮，继续充分反应，制得聚氨酯预聚体；将所述聚氨酯预聚体降温到45～50℃，再添加三乙胺进行中和反应，得到聚氨酯成盐溶液。

步骤二.加入低聚壳聚糖悬浮液改性；