[发明专利]一种有机硅改性壳聚糖膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机硅改性壳聚糖膜的制备方法，属于薄膜材料制备领域。

背景技术

壳聚糖分子链中含有大量的羟基和氨基，具有很好的成膜性、通透性和吸附性以及容易进行结构修饰和改性，因而是一种性能优良的天然高分子功能膜材料。壳聚糖分子内含有羟基和氨基两类活性基团，有利于用各种技术进行改性，如交联、共聚、共混、离子化，或壳聚糖分子链上的氨基与过渡金属离子形成配位络合物等，可制成不同用途的壳聚糖膜。由于壳聚糖膜具有上述众多的优点，因此在众多领域得到广泛的应用。

壳聚糖膜能够显著抑制果蔬呼吸作用、蒸腾作用、水分蒸发、物质代谢和果色转化等生理生化过程，推迟生理衰老，延长贮藏期，起到保鲜作用。另外，壳聚糖膜具有天然抑菌性，可抑制食品表面的多种真菌、细菌。

有机硅具有良好的生物相容性，很好的柔韧性和耐热性，而且毒性极小。因此，在生物高分子材料方面得到较大关注。用有机硅对壳聚糖进行改性是改善壳聚糖材料性能的一条重要途径。有机硅的加入可以赋予材料更好的柔韧性和更高的耐热性，能够较大程度上改善壳聚糖材料脆性高、柔韧性差等缺点。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前由纯壳聚糖所制成的膜，脆性高、柔韧性差，而且耐酸性差，给其应用带来很大的困难的弊端，提供了一种有机硅改性壳聚糖膜，该方法是以氯铂酸作为催化剂，通过含氢硅油和烯丙基缩水甘油醚的硅氢加成反应合成环氧基聚硅氧烷，并利用制得的环氧基聚硅氧烷与壳聚糖在醋酸溶液中反应，铺膜，制得一种有机硅改性壳聚糖膜，使其具有更好的柔韧性和更高的耐热性。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）取5～10mL八甲基环四硅氧烷乳液放入减压蒸馏设备，向里通入氮气，水浴升温至70～80℃，搅拌均匀在1000～1500Pa条件下，蒸馏处理10～15min，待其冷却至室温后，将5～10g含氢硅油和1～2mL质量分数为98%浓硫酸加入反应器，室温下反应4h；

（2）逐滴将碳酸氢钠溶液加入反应器，直至浓硫酸被完全中和，再用磁力搅拌器搅拌3～5h，搅拌转速为200～300r/min，搅拌完成后过滤掉沉淀物，继续减压至800～900Pa，水浴加热至40～50℃，蒸馏掉低沸物，得无色透明的低含氢硅油；

（3）按质量比为1.5:1称取烯丙基缩水甘油醚和甲苯，并加入0.5～1g氯铂酸作催化剂一起放入带有恒压滴液漏斗以及回流装置的四口烧瓶中，电磁搅拌10～20min，搅拌转速为300～400r/min，使其充分混合；

（4）向四口烧瓶中边通入氮气，边以5℃/min进行梯度加热，当温度升到80℃时用滴液漏斗缓慢滴加上述制得的低含氢硅油3～5g，继续升温至90～110℃，避光条件下反应5～6h，反应完毕后，减压至500～600Pa并升温到120℃除去溶剂和过量的烯丙基缩水甘油醚，得到无色透明的环氧基聚硅氧烷；

（5）将1～2g壳聚糖和100～200mL质量分数为2%的醋酸溶液一起放入500mL的烧杯中，置于磁力搅拌机上，以200～300r/min的转速搅拌5～10min，使壳聚糖充分溶解于醋酸；

（6）取0.1～0.2g环氧基聚硅氧烷溶于2～3mL的异丙醇，加入到上述壳聚糖醋酸溶液中，继续搅拌，水浴保持温度在50～60℃反应4～5h，反应完毕后将反应混合液用真空机抽成真空，除气泡1～2h，之后将混合液倒在底面积为10×10cm的玻璃模具中流延成膜，放入烘箱中，设置温度为50～60℃，干燥12～24h后揭膜，再将制得的壳聚糖膜用质量分数为2%的氢氧化钠溶液浸泡6～12h，以去除残留的醋酸，再用去离子水冲洗直至中性，放入真空干燥机于60～70℃条件下干燥1～2h，冷却至室温，即得一种有机硅改性壳聚糖膜。

本发明的具体应用方式：用此改性壳聚糖膜进行水果保鲜，使水果贮藏期延长15～30天，经力学性能检测，本发明的改性壳聚糖膜断裂伸长率提高了30%以上，其柔韧强度极大提高。

本发明的有益效果是：

（1）本发明制得的改性壳聚糖膜材料具有优秀的耐水性、耐高低温性、耐候性和透气性，相比于未改性壳聚糖材料其膜的断裂伸长率提高了30%以上，柔韧性极大的提高。

具体实施方式