[发明专利]一种水相及有机相溶剂稳定分散纳米甲壳素的制备方法

说明书

本发明公开了一种水相及有机相溶剂稳定分散纳米甲壳素的制备方法，其中，具体包括如下步骤：步骤1、取甲壳素原料进行预处理，获得甲壳素浆料；步骤2、得到的甲壳素浆料经甲酸溶液处理，获得甲酸预处理甲壳素浆料；步骤3、得到的甲酸预处理甲壳素浆料在水溶液和/或有机相溶剂中经机械处理制备得到纳米甲壳素分散液，本发明通过采用甲酸水解法，实现了酸性、中性以及碱性条件下能稳定分散的纳米甲壳素的制备；并且在制备过程中没有有毒试剂的使用，保证了纳米甲壳素的安全性。

技术领域

本发明属于甲壳素纳米材料的制备技术领域，具体涉及一种水相及有机相溶剂稳定分散纳米甲壳素的制备方法。

背景技术

通常纳米甲壳素的制备包括两个步骤：原料的纯化和纳米纤维的制备。

其中原料的纯化是指从原料中提取几丁质。目前为止，几丁质在工业上或者科学研究上最主要的来源是虾蟹壳等废料，但是在这些甲壳废弃物中仅含有大约 20 至 30％的几丁质，其余部分主要是蛋白质（30-40％），无机盐（30-60％）以及脂类（0-14％）等。因此为了成功提取出几丁质，需要对虾蟹壳原料进行脱蛋白（NaOH 处理或者酶水解）、脱钙质（酸处理）以及脂类和色素脱除（漂白处理）三个步骤。

在现有制备方法中，纳米甲壳素主要通过两种方式制备得到：自上而下法的剥离法和自下而上法的组装法。由于几丁质微纤由结晶区和非结晶区两部分形成，自上而下法可以通过打断结构较松散的非结晶区而得到纳米甲壳素。自上而下法主要包括：机械处理、酸水解、高压均质处理、超声处理等。为了提高纳米甲壳素的得率，自上而下法通常辅以如TEMPO 触媒氧化、部分脱乙酰、酯化等化学处理。而自下而上法是通过几丁质溶液或者胶体自组装而得到，方法主要包括静电纺丝、模具浇筑等。

目前最普遍的纳米甲壳素制备方法仍然是盐酸处理法，然而这些方法制备的纳米甲壳素分散性质普遍较为单一，无法实现同时水相以及有机相溶剂中的稳定分散。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水相及有机相溶剂稳定分散纳米甲壳素的制备方法，以解决上述的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水相及有机相溶剂稳定分散纳米甲壳素的制备方法，其中，具体包括如下步骤：

步骤1、取甲壳素原料进行预处理，获得甲壳素浆料；

步骤2、得到的甲壳素浆料经甲酸溶液处理，获得甲酸预处理甲壳素浆料，通过甲酸实现甲壳素表面甲酰化改性以及纤维结构的疏解；

甲酸摩尔浓度为1M -15 M，酸处理温度条件为50-150℃，酸处理时间条件为0.5-5小时；

步骤3、得到的甲酸预处理甲壳素浆料在水溶液和/或有机相溶剂中经机械处理制备得到纳米甲壳素分散液；

步骤3中，水溶液的pH条件为2-7，有机相溶剂的pH条件为2-7。

优选的，所述机械处理方式包括超声处理、高压均质处理。

优选的，所述甲壳素原料包括虾壳、蟹壳、鱿鱼顶骨。

优选的，水溶液中酸性介质包括盐酸、硫酸、甲酸、乙酸、丙酸、丙二酸、柠檬酸、草酸中的至少一种。

优选的，所述有机相溶剂包括甲醇、乙醇、叔丁醇、甲酰胺、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺中的至少一种。

优选的，所述步骤1预处理具体包括如下步骤：

步骤11、取甲壳素原料洗净并切成碎片，将切碎后甲壳素原料于氢氧化钠与盐酸中交替处理12 h，并处理三个循环；

步骤12、在70℃水浴条件下在0.5%亚氯酸钠溶液中对甲壳素原料碎片中的色素进行漂白脱除；

步骤13、用蒸馏水将漂白后的甲壳素原料洗至中性，密封置于4℃条件中平衡水分；