[发明专利]一种制造甲壳素-镁铝水滑石复合板材的方法和设备

摘要

本发明公开了一种用于制造甲壳素‑镁铝水滑石复合板材的方法和设备。所述方法包括壳聚糖水溶液的配制和预处理，壳聚糖框架的成型，壳聚糖框架的乙酰化，原位生长系统的搭建，镁铝水滑石的原位成核和生长，以及甲壳素‑镁铝水滑石复合板材的成型。所述设备包括甲壳素框架的制造设备和镁铝水滑石的原位生长系统，其中壳素框架的制造设备包括一个钢制支撑板，一个冷端立方体容器，一个热端立方体容器，一个超声发生器，一个真空抽气装置，镁铝水滑石的原位生长系统包括一个循环泵，一个储液室，一个钢制支架，位于所述钢制支架上下面的两块加热板，以及连接循环泵，储液室及钢制支架之间的管道。

主权项

1.一种制备甲壳素‑镁铝水滑石复合板材的方法，包括以下制备步骤：（1）将2.5g壳聚糖搅拌分散于95ml水中，加入2.5ml冰醋酸，继续搅拌并加热至35摄氏度，直至混合溶液澄清，转移该壳聚糖水溶液至一个热端立方体容器中，超声处理5分钟，真空处理5分钟，去除所述壳聚糖水溶液内部的气泡，然后静置1小时；所述热端立方体容器位于一块钢板上的一端，与位于所述钢板另一端上的冷端立方体容器平行排列，其中所述冷端立方体容器的四个侧面都由钢制作，而所述热端立方体容器中距离所述冷端立方体容器较近的一个侧面由钢制成，距离所述冷端立方体容器较远的三个侧面则由导热系数较低的塑料制成，所述热端立方体容器及所述冷端立方体容器的底面都由钢制成并与所述钢板直接紧密相连；（2）在所述冷端立方体容器去中加入液氮，使热端立方体容器中的壳聚糖溶液冷却并凝固，形成一个冰和壳聚糖间隔平行分布的冰‑壳聚糖层状块体，将所述冰‑壳聚糖层状块体取出，冷冻干燥，去除冰后形成一个壳聚糖框架，然后将上述壳聚糖框架转移到60摄氏度烘箱中处理5小时；（3）将所述处理完后的壳聚糖框架用体积比为10:1的甲醇:乙酸酐混合溶液在60摄氏度恒温水浴的反应容器中处理3小时，乙酰化得到一个甲壳素框架，并用乙醇及去离子水各清洗3次后干燥；（4）将所述甲壳素框架固定在立方体钢制支架上，使所述层状甲壳素块体的上下面和前后面与钢制支架紧密贴合，而左右面各与一个循环泵的入水口和出水口相连；配制浓度为0.5M的硝酸镁和浓度为0.25M的硝酸铝水溶液，将上述溶液冷却至4摄氏度，加入尿素，其浓度为1M，混合均匀后加入到循环泵的储液室，开启循环泵，以固定功率和固定压力将上述反应溶液从所述甲壳素框架的左面注入，从所述甲壳素框架的右面流出；（5）开启与所述钢制支架上下面紧密贴合的两块加热板，使反应温度固定在85摄氏度，反应2小时后，关闭所述加热板，自然降温至室温，关闭循环泵，将所述储液室的反应溶液抽走，加入去离子水，开启循环泵1分钟后关闭，将储液室的水抽走，加入新的去离子水，开启循环泵1分钟后关闭，重复上述清洗过程3次，得到甲壳素和镁铝水滑石交替层状平行排列的甲壳素‑镁铝水滑石块体；（6）将所述甲壳素‑镁铝水滑石块体取出，在80摄氏度情况下用热压机将所述甲壳素‑镁铝水滑石块体的厚度压缩为原厚度的15%，保持温度不变10分钟然后自然降温，取出得到高强度具有类似珍珠光泽的层状甲壳素‑镁铝水滑石复合板材。