[发明专利]一种聚乳酸/淀粉表面接枝硫酸胺化壳聚糖复合薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种聚乳酸/淀粉表面接枝硫酸胺化壳聚糖复合薄膜的制备方法， 属于复合薄膜领域。

背景技术

由于壳聚糖具有生物兼容性、易于被生物降解、无毒以及优良的成膜性、保湿性等 特点且它在食品、轻纺、化工、环保、医药、生物等领域有着非常广泛的应用前景。但是，壳聚 糖不溶于水，限制了其广泛使用，而通过化学改性的壳聚糖用来作为药物运输载体可以起 到积极的效果。其中，壳聚糖的衍生物酸化壳聚糖能够溶于中性水因此，壳聚糖及其衍生物 也越来越受到人们的重视，其中硫酸胺化壳聚糖是壳聚糖及其衍生物与硫酸化试剂反应得 到的产物。

聚乳酸的合成是以玉米、小麦或木薯等淀粉为原料，经过酶分解得到葡萄糖，葡萄 糖经乳酸菌发酵后转变成乳酸，最后乳酸经过化学合成得到高纯度聚乳酸。聚乳酸具有酶 降解、微生物降解和化学降解等多种降解方式，后处理可在自然条件下进行。但聚乳酸作为 通用塑料应用还受到一定的限制，这主要是由于聚乳酸存在许多缺点：聚乳酸性脆易碎，延 展率低且抗冲击性差，聚乳酸对热不稳定，即使在低于溶融温度和热分解温度下加工也会 使分子量大幅度下降，使其应用受到很大的限制。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前聚乳酸薄膜延展率低且抗冲击性差，对热 不稳定，而淀粉膜具有拉伸性、耐折性和透气率低的问题，提供了一种聚乳酸/淀粉表面接 枝硫酸胺化壳聚糖复合薄膜的制备方法，本发明得马铃薯淀粉糊化物并加入助剂和溶剂， 与聚乳酸反应得复合材料，再用壳聚糖制成硫酸胺化壳聚糖，并和复合材料混合，采用辐射 接枝将硫酸胺化壳聚糖接枝在复合材料表面，反应后脱泡静置、刮膜、干燥得复合薄膜，本 发明将淀粉与聚乳酸交联反应，在乳酸和淀粉分子间形成交联键，加强了分子间的氢键，使 复合材料结构坚固，增强材料的力学性能，接枝硫酸胺化壳聚糖制成的复合膜不仅具有生 物可降解性，而且具有良好的延展率、拉伸性和透明性，热稳定性能好，且生产过程简单、方 便，具有广泛的应用。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）称取6～8g壳聚糖于1L三口烧瓶中，向瓶中加入400～450mL质量分数5%盐酸溶液， 磁力搅拌使固体溶解，将三口烧瓶放入冰浴中，向向瓶中依次滴加15～20mL质量分数85%硫 酸和5～10mL质量分数为10%二乙胺，并控制温度在5～10℃，滴加完成后搅拌反应50～ 60min，反应后再将温度升高至65～75℃，继续搅拌反应6～8h，将得到的反应液加入无水乙 醇中析出沉淀，过滤，将沉淀物再加入无水乙醇中沉淀、过滤，得沉淀物冷冻干燥，即可得到 硫酸胺化壳聚糖，备用；

（2）称取20～30g马铃薯淀粉放入烧杯中，按固液比1:3向其中加入蒸馏水混合搅拌成 淀粉乳液，将淀粉乳液放入65～75℃的水浴中，磁力搅拌糊化40～50min，糊化后向糊化物 中加入总质量5～10%增塑剂甘油，进行超声分散20～30min，分散后加入总质量0.3～0.5% 活性氧化铜为催化剂、总质量2～5%交联剂氯化钙和总质量1.2～1.5倍二氧六环，混合搅拌 25～30min；

（3）向上述搅拌后的混合物中加入总质量40～50%聚乳酸，放入60～70℃的水浴中，搅 拌至聚乳酸溶解，再升高温度至85～95℃，搅拌反应1～2h，取步骤（1）硫酸胺化壳聚糖按固 液比1:5与蒸馏水混合溶解，得到硫酸胺化壳聚糖溶液，将聚乳酸淀粉复合物和硫酸胺化壳 聚糖溶液按体积比5:1混合均匀，在常温下将混合物用X射线辐射接枝反应50～60min；

（4）上述反应结束后，将产物采用真空脱泡处理，静置3～5h，静置后将产物用刮片在玻 璃板上刮膜，放到85～90℃电加热板上加热15～20min，冷却后揭膜，将膜在50～60℃下真 空干燥，即可。

所述的催化剂活性氧化铜的制备方法为：

（1）量取80～120mL浓度为1～2mol/L的硫酸铜溶液与500mL三口烧瓶中，向瓶中加入总 质量1～3%聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合后放入50～60℃的水浴中，再加入总质量0.8～1.2% 柠檬酸三钠，搅拌后滴加10～20mL质量分数35%氢氧化钠溶液，反应1～2h；

（2）上述反应结束后过滤，将滤饼用蒸馏水冲洗2～3min，冲洗后烘干，将干燥后的固体 在550～600℃的马弗炉中煅烧20～25min，即可得到活性氧化铜。