[发明专利]一种具有“砖-泥”结构的天然多糖复合材料、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种具有“砖‑泥”结构的天然多糖复合材料、制备方法及应用，包括以下步骤：步骤1：将天然多糖制备为微粒或微纤；步骤2：将微粒或微纤分散于水中，加入水溶性多羟基聚合物或多氨基聚合物溶液混合均匀形成预混液；加工预混液制备预混材料；步骤3：将预混材料浸入碱溶液中充分作用，洗涤至中性后即得所需天然多糖复合材料；本发明制备过程在室温下进行，低能耗，绿色环保，制备过程简单，利于工业化生产。

技术领域

本发明涉及天然多糖复合材料，具体涉及一种具有“砖-泥”结构的天然多糖复合材料、制备方法及应用。

背景技术

天然多糖是一类具有巨大自然储量，良好生物相容性，可生物降解的可再生资源。然而目前除了淀粉等可食用品种，天然多糖的利用率非常低；主要原因在于其内部存在大量氢键而难以通过熔融、溶解等常规方法加工成形。目前常用于天然多糖的加工方法主要是通过化学改性、特殊溶剂体系溶解等对天然多糖内部的分子内/分子间氢键进行完全破坏，这些方法通常条件较为苛刻，过程繁琐，能耗高且存在环境污染风险。如传统的粘胶法，环境污染大，价格昂贵且溶液难以进行回收。有机强极性溶剂溶解法也存在价格昂贵，溶解效率低，环境污染大等缺点。例如Progress in Polymer Science，2009,34(7)：641-678.。离子液体溶解法生产效率低、价格昂贵，溶剂纯度要求高，耗能较高；例如CN101476166A、CN105670026B。此外还有碱/尿素水溶剂体系，属于组合溶剂体系，低温溶解过程耗能大，溶液易凝胶化，回收工艺复杂，且所能溶解的天然多糖分子量不高。例如CN138575A、CN1482159A、CN107177040B、CN1546556A。因此，天然多糖的规模化加工问题至今仍未得到妥善解决。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题提供一种制备条件温和，通过碱促氢键重构的方法得到的具有“砖-泥”结构的天然多糖复合材料、制备方法及应用。

本发明采用的技术方案是：

一种具有“砖-泥”结构的天然多糖复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将天然多糖制备为微粒或微纤；

步骤2：将微粒或微纤分散于水中，加入多羟基聚合物或多氨基聚合物溶液混合均匀形成预混液；加工预混液制备预混材料；

步骤3：将预混材料浸入碱溶液中充分作用，洗涤至中性后即得所需天然多糖复合材料。

进一步的，所述步骤1中天然多糖为纤维素、甲壳素、淀粉、海藻酸盐中的一种或两种及以上以任意比例构成的混合物；天然多糖制备微粒或微纤的方法为粉碎、研磨和水解的一种。

进一步的，所述多羟基聚合物为环糊精、聚烯醇、超支化聚缩水甘油醚、线性聚缩水甘油醚及其衍生物、羟-烷基纤维素、聚丙烯酸羟基酯中的一种或两种及以上任意比例构成的混合物；多氨基聚合物为壳聚糖、聚乙烯亚胺中的一种或两种以任意比例构成的混合物。

进一步的，所述步骤2多羟基聚合物或多氨基聚合物溶液的质量浓度为0.01～80％；多羟基聚合物或多氨基聚合物占天然多糖复合材料的质量比为0.1％～50％。

进一步的，所述预混液的定型方法为流延成膜、热压成型、溶液纺丝、溶液制膜、溶液挤出成型、静电纺丝、喷涂、浸涂中的一种或多种组合。

进一步的，所述碱溶液为碱金属或碱土金属的氢氧化物、碱金属的碳酸盐、碱金属的碳酸氢盐、碱金属的磷酸盐、碱金属的磷酸氢盐、碱金属的磷酸二氢盐中的一种或两种及以上以任意比例构成的混合物；所述碱溶液的质量浓度为0.01～50％，浸泡时间为0.1～48h。

进一步的，所述洗涤采用的溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、叔丁醇、丙酮、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜中的一种或两种及以上以任意比例构成的混合物。