CN103319739B - 一种甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法,包括化学处理和机械处理两个阶段,化学处理阶段分1)去除其中的无机盐;2)去除蛋白质;3)去除色素;机械处理阶段分1)采用研磨法、超声法和高压均质法依次对纯甲壳素粉末进行破碎、开纤,从而分离得到具有纳米尺度、高长径比、高比表面积的甲壳素纳米纤维;2)将甲壳素纳米纤维制备成薄膜;3)将甲壳素纳米纤维与聚乳酸制备成光学透明复合膜材料。优点:制备的壳素纳米纤维薄膜具有机械性能好、透明度高、热膨胀系数低。采用甲壳素纳米纤维对聚乳酸进行改性,得到高强度、高柔韧性、耐高温且绿色环保的甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法,属于天然高分子领域、也属地于化学、生物工程、包装工程、新材料领域。
背景技术
甲壳素(chitin),又称为甲壳质、几丁质,是一种在自然界中储量丰富、来源广泛的生物质材料。在地球上产量最大的三大天然多糖中,甲壳素是数量仅次于纤维素而高于淀粉的第二大生物质资源,估计其每年生物合成量高达100亿吨,是一种取之不尽、用之不竭的天然可再生资源。在自然界中,纤维素主要来自植物,而甲壳素主要来自动物,它广泛存在于节肢动物(如虾、蟹,蜈蚣,蜘蛛和昆虫等)的外壳,软体动物(如牡蛎、乌贼等)的外壳和软骨,低等植物菌类、藻类的细胞和高等植物的细胞壁等中。甲壳素也是自然界中除蛋白质外产量最大的含氮天然有机化合物。地球上的岩石圈、水圈、生物圈和气圈中存在一定量的甲壳素酶、溶菌酶和壳聚糖酶等,在它们的催化水解作用下,甲壳素会被完全生物降解,参与生态系统的碳和氮循环,对地球生态与环境起重要的调控协同作用。因此,甲壳素是一种重要的绿色生物质材料,在自然界和人类活动中占有重要地位。
在生物体内,甲壳素作为一种多糖,不是以游离状态存在,而是与其他结构物质结合在一起。在真菌的细胞壁中,甲壳素是与其他多糖相连,而在动物体内,甲壳素却是通过共价和非共价的形式与蛋白质键合形成蛋白聚糖。例如,虾、蟹外壳中的甲壳素与蛋白质是通过共价形式结合的,是以蛋白聚糖的形态存在的,同时填充有碳酸钙和少量碳酸镁等其他无机盐,以及一些糖类和少量色素。因此,人们利用生物质甲壳素资源制备甲壳素纳米纤维时,一般首先采用化学方法处理,用稀酸稀碱溶液和酒精将其中的矿物质、蛋白质和色素等脱除,提纯得到纯甲壳素,然后采用物理方法处理纯甲壳素,破碎分离得到甲壳素纳米纤维。目前,物理方法主要包括研磨法、超声法、高速搅拌法、高压均质法和静电纺丝法。
聚乳酸(polylactide,缩写为PLA)又称为聚丙交酯,是以微生物发酵产物乳酸为原料,在一定条件下经化学反应聚合而成的一类高分子聚合物。其中,作为聚乳酸单体的乳酸主要由自然界的谷物或植物秸秆等生物质资源发酵得到,原料储量丰富、来源充分、可再生。此外,聚乳酸的生产过程清洁无污染,产品可以被自然界中的多种微生物或动植物体内的酶分解代谢,最终分解为水和二氧化碳,实现在自然界中的循环,对环境不造成任何污染。因此,聚乳酸被认为是一种理想的绿色高分子材料。
在聚乳酸改性所使用的增强材料中,甲壳素纳米纤维是一种纳米级的纤维材料,具有高强度、高弹性模量和高轴向刚度,并且具有的纳米尺度、高比表面积、高长径比使其在聚乳酸基体材料中分散均匀、形成网状结构,比一般的纤维、纳米颗粒具有更加优异的增强增韧效果,能够大幅度改善聚乳酸的韧性、增强机械强度、提高耐热性、降低热膨胀系数。同时,甲壳素纳米纤维的表面含有大量羟基,可以增加甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合材料中亲水基团的比例,改善聚乳酸的疏水性。
发明内容
本发明提出一种甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法,选用甲壳素纳米纤维作为增强材料对聚乳酸进行改性。
本发明的技术解决方案:一种甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法,其特征是该方法包括化学处理和机械处理两个阶段,其中化学处理阶段分1)利用稀盐酸溶液处理原料,去除其中的无机盐;2)利用稀氢氧化钠溶液处理彻底去除蛋白质;3)利用无水乙醇或双氧水处理去除色素,提纯得到纯甲壳素粉末;
物理处理阶段分1)采用研磨法、超声法和高压均质法依次对纯甲壳素粉末进行破碎、开纤,从而分离得到具有纳米尺度、高长径比、高比表面积的甲壳素纳米纤维;2)将甲壳素纳米纤维制备成薄膜;3)将甲壳素纳米纤维与聚乳酸制备成光学透明复合膜材料。
本发明的优点:甲壳素纳米纤维作为增强材料与聚乳酸复合不仅开发利用了甲壳素,而且在无损于聚乳酸生物相容性的基础上,改善了聚乳酸性能,制备出高强度、高柔韧性、耐高温且环境友好的甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合材料。甲壳素纳米纤维和聚乳酸都是生物质材料,具有相似性能。复合制备的甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合材料属于全生物降解高分子体系,其原料丰富、可再生、可循环、可生物降解,具有优异的生物相容性、无毒安全性、抗菌性等特性,是一种新型绿色功能材料。
具体实施方式
一种甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法,其特征是该方法包括化学处理和机械处理两个阶段,其中化学处理阶段分1)利用稀盐酸溶液处理原料,去除其中的无机盐;2)利用稀氢氧化钠溶液处理彻底去除蛋白质;3)利用无水乙醇或双氧水处理去除色素;4)提纯得到纯甲壳素粉末。
机械处理阶段分1)采用研磨法、超声法和高压均质法依次对纯甲壳素粉末进行破碎、开纤,从而分离得到具有纳米尺度、高长径比、高比表面积的甲壳素纳米纤维;2)将甲壳素纳米纤维制备成薄膜;3)将甲壳素纳米纤维与聚乳酸制备成光学透明复合膜材料。
所述的提纯得到纯甲壳素粉末,其的方法包括预处理,化学处理;其中预处理是取工业级甲壳素粉末,用60目和70目的筛子组合筛选,得到细度为60目的甲壳素粉末,将其放置在电热恒温鼓风干燥箱中,在55℃温度下干燥24小时以上备用;化学处理包括如下步骤,1)酸处理:用电子天平称取上述干燥甲壳素粉末10g置于烧杯中,配制400g浓度为7wt%的盐酸溶液放入烧杯中,用保鲜薄膜密封烧杯并将其放在集热式磁力加热搅拌器上,设置搅拌器温度为25℃,搅拌甲壳素酸溶液24h,进行酸处理;2)碱处理:酸处理后,利用真空泵和布氏漏斗抽吸过滤用来处理甲壳素粉末的酸溶液,再用去离子水过滤清洗甲壳素粉末若干次,直到其水溶液的pH值达到7为止;配制浓度为4wt%的氢氧化钠溶液400g,加到酸处理后洗涤至中性的甲壳素粉末中,将甲壳素碱溶液密封放在集热式磁力加热搅拌器中,在25℃温度下搅拌甲壳素碱溶液20h,进行碱处理;之后,使用布氏漏斗装置抽吸过滤处理甲壳素粉末的碱溶液,再用去离子水反复过滤清洗甲壳素粉末,直至中性;碱处理如此反复进行三次以上;3)酒精处理:碱处理后,量取200ml无水乙醇,将甲壳素粉末加入无水乙醇中,用保鲜薄膜密封混合溶液在常温环境下放置12h,对甲壳素粉末进行酒精脱色处理,然后在布氏漏斗装置中抽吸过滤溶有杂质的乙醇,再用去离子水反复过滤清洗甲壳素粉末,直至乙醇全部冲洗干净,得到湿润的纯甲壳素粉末。
所述的化学处理后得到的湿润的纯甲壳素粉末放入超低温冷冻储存箱,在-20℃条件下冷冻24h,使湿润甲壳素粉末所含的水分全部冷冻成冰,然后将其放入冷冻干燥机中48h以上,使其完全干燥;用电子天平称干燥的纯甲壳素粉末,用去离子水配制质量浓度为0.5wt%的甲壳素水溶液。
所述的研磨处理,包括1)在研磨机的转速为1500 pm,调节磨石之间距离的刻度显示为0.0的情况下,将所配制的0.5 wt%甲壳素水溶液标准研磨5次,称此甲壳素水溶液为甲壳素标准研磨液;2)使用研磨机将甲壳素标准研磨液在转速为1500 rpm,刻度为-0.5的情况下研磨5~30次,得到0.5wt%研磨甲壳素悬浮液。
所述的超声处理是将所配制的0.5wt%甲壳素水溶液在研磨机转速为1500 rpm,刻度为0.0的情况下标准研磨5次后,用去离子水配制成质量浓度为0.1wt%,再使用超声波细胞粉碎机在冰水浴中超声粉碎30~80min,最后得到超声甲壳素悬浮液;在此期间,甲壳素水溶液的温度始终控制在25℃以下,超声功率设置为1000W。
所述的高压均质处理是将所配制的0.5wt%甲壳素水溶液在研磨机转速为1500rpm,刻度为0.0的情况下标准研磨5次后,用去离子水配制成质量浓度为0.1wt%再使用高压均质机对所得到的甲壳素标准研磨液进行进一步的机械高压破碎,设置高压均质机的压力为1000~2000pa,均质5~30次,最后得到0.1wt%均质甲壳素悬浮液。
所述的研磨法、超声法和高压均质法的制备工艺分为:1)研磨15次结合超声30min,2)研磨15次结合均质10次,3)研磨15次、超声30min结合均质10次。
所述的甲壳素纳米纤维薄膜的制备步骤为:1)用去离子水分别将纯甲壳素粉末经过不同物理处理方法和制备工艺得到的甲壳素纳米纤维悬浮液配制成质量浓度为0.1wt%,利用分散机在3000rpm转速下分散搅拌0.5h,得到分散均匀的甲壳素纳米纤维悬浮液;2)安装好布氏漏斗真空抽滤装置,取两张φ 90mm定性滤纸平铺在布氏漏斗里面,再取一张孔径为0.22μm的微孔滤膜平铺覆盖在滤纸上,用少量的去离子水将滤纸和滤膜润湿,用玻璃棒除去其中的气泡,打开真空泵抽气使滤纸、滤膜充分与布氏漏斗贴合;3)量取上述分散均匀的0.1wt%甲壳素纳米纤维悬浮液500ml,倒入布氏漏斗中进行真空抽滤成膜;4)等甲壳素纳米纤维悬浮液中的水分被彻底抽滤完后,关闭真空泵拔出布氏漏斗泄压,再用镊子取出布氏漏斗中的甲壳素纳米纤维薄膜的滤膜,在相对滤膜的甲壳素纳米纤维薄膜另一表面上贴一张微孔滤膜,形成“三明治”结构,并将其夹在两层打印纸中间,放入两块玻璃板之间,置于电热恒温鼓风干燥箱内在55℃温度、50N重压下烘48h以上,得到干燥的生物质甲壳素纳米纤维薄膜。
一种甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法,包括浇铸法和浸渍法,
其中浇铸法,包括1)取颗粒状聚乳酸置于电热恒温鼓风干燥箱内在55℃温度下干燥24h以上,用电子天平称取5g干燥聚乳酸和100g二氯甲烷倒入烧杯中,用保鲜薄膜密封烧杯并将其放入温度设置为25℃的集热式磁力加热搅拌器中常温搅拌,直到聚乳酸颗粒完全溶解,需0.5h;2)取适量所制备的甲壳素纳米纤维悬浮液置于培养皿中,在超低温冷冻储存箱中-20℃冷冻24h,然后将其放入冷冻干燥机内在-40℃温度下抽真空冷冻干燥48h以上,得到完全干燥的甲壳素纳米纤维;3)将聚乳酸溶液轻轻地均匀倒入装有冷冻干燥甲壳素纳米纤维的培养皿中浇铸浸渍甲壳素纳米纤维,用保鲜薄膜密封培养皿常温浸渍6h,揭开保鲜薄膜,将培养皿放在通风处常温晾干12h;4)将培养皿放入55℃的鼓风干燥箱中干燥24h,再用镊子揭下薄膜,得到干燥的甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜材料;
浸渍法,包括
1)取一定量的颗粒状聚乳酸置于电热恒温鼓风干燥箱内在55℃温度下干燥24h以上。用电子天平称取5g干燥聚乳酸和150g二氯甲烷倒入烧杯中,用保鲜薄膜密封烧杯并将其放入温度设置为25℃的集热式磁力加热搅拌器中常温搅拌,直到聚乳酸颗粒完全溶解,约0.5h;
2)将纯甲壳素粉末在中性条件下处理,制备得到的甲壳素纳米纤维薄膜放入55℃的鼓风干燥箱内干燥6h,然后用镊子把干燥甲壳素纳米纤维薄膜置于之前准备好的聚乳酸溶液中,再用保鲜薄膜密封聚乳酸溶液在常温环境下分别浸渍8h和12h;之后揭下保鲜薄膜,取出聚乳酸溶液中的甲壳素纳米纤维薄膜,悬挂放在通风处常温晾干12h;
3)将浸渍含有聚乳酸的甲壳素纳米纤维薄膜悬挂放入55℃的鼓风干燥箱中干燥24h,得到干燥的甲壳素纳米纤维含量分别为95%和50%的甲壳素纳米纤维/PLA复合材料。
实施例1
第一种研磨处理是先在研磨机的转速为1500rpm,刻度为0.0的情况下将所配制的0.5wt%甲壳素水溶液标准研磨5次,称此甲壳素水溶液为“甲壳素标准研磨液”。然后使用研磨机将“甲壳素标准研磨液”在转速为1500rpm,刻度为-0.5的情况下研磨5~30次,得到0.5wt% “研磨甲壳素悬浮液”。
实施例2
第二种超声处理是将所配制的0.5wt%甲壳素水溶液在研磨机转速为1500rpm,刻度为0.0的情况下标准研磨5次后,用去离子水配制成质量浓度为0.1wt%再使用超声波细胞粉碎机在冰水浴中超声粉碎30~80min,最后得到“超声甲壳素悬浮液”。在此期间,甲壳素水溶液的温度始终控制在25℃以下,超声功率设置为1000W。
实施例3
第三种高压均质处理是将所配制的0.5wt%甲壳素水溶液在研磨机转速为1500rpm,刻度为0.0的情况下标准研磨5次后,用去离子水配制成质量浓度为0.1wt%再使用高压均质机对所得到的“甲壳素标准研磨液”进行进一步的机械高压破碎,设置高压均质机的压力为1000~2000pa,均质5~30次,最后得到0.1wt%“均质甲壳素悬浮液”。
纯甲壳素粉末分别经过上述三种不同方法机械处理后能够在一定程度上机械开纤、破碎剥离,将这三种不同处理方法排列组合会得到多种不同的制备工艺来制备甲壳素纳米纤维。
优化的制备工艺指研磨15次结合超声30min,
优化的制备工艺指研磨15次结合均质10次,
优化的制备工艺指研磨15次、超声30min结合均质10次。
通过对甲壳素纳米纤维薄膜进行微观表征,得知甲壳素纳米纤维薄膜是由具有纳米尺度、高长径比、高比表面积的甲壳素纳米纤维在横向方向交织缠绕形成大片网状结构,网状结构在纵向方向层层堆叠形成层状结构,层层网状结构之间通过甲壳素纳米纤维穿插缠结在一起紧密结合而形成的“千层饼式”薄膜。并且在中性条件下纯甲壳素粉末经研磨15次和超声30min的制备工艺最终制备得到了网状结构凹凸不平、层状结构清晰明显的甲壳素纳米纤维,在酸性条件下纯甲壳素粉末经研磨15次和超声30min的制备工艺最终制备得到了网状结构平整均匀、层状结构紧密有致的甲壳素纳米纤维薄膜。
综合考虑处理效果和处理时间,通过分析研磨处理的研磨次数、超声处理的超声时间和高压均值处理的均质次数对甲壳素纳米纤维薄膜力学性能的影响,得出研磨处理15次研磨最佳、超声处理30min超声即可、高压均质处理30次均质最佳。
实施例4
浸渍法制备甲壳素纳米纤维/PLA复合材料:1)取一定量的颗粒状聚乳酸置于电热恒温鼓风干燥箱内在55℃温度下干燥24h以上。用电子天平称取5g干燥聚乳酸和150g二氯甲烷倒入烧杯中,用保鲜薄膜密封烧杯并将其放入温度设置为25℃的集热式磁力加热搅拌器中常温搅拌,直到聚乳酸颗粒完全溶解,约0.5h。2)将纯甲壳素粉末在中性条件下制备得到的甲壳素纳米纤维薄膜放入55℃的鼓风干燥箱内干燥6h,然后用镊子把干燥甲壳素纳米纤维薄膜置于之前准备好的聚乳酸溶液中,再用保鲜薄膜密封聚乳酸溶液在常温环境下分别浸渍8h和12h。之后揭下保鲜薄膜,取出聚乳酸溶液中的甲壳素纳米纤维薄膜,悬挂放在通风处常温晾干12h。3)将浸渍含有聚乳酸的甲壳素纳米纤维薄膜悬挂放入55℃的鼓风干燥箱中干燥24h,得到干燥的甲壳素纳米纤维含量分别为95%和50%的甲壳素纳米纤维/PLA复合材料。
Claims (7)
1.一种甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法,其特征是该方法包括化学处理和机械处理两个阶段,其中化学处理阶段分1)利用稀盐酸溶液处理原料,去除其中的无机盐;2)利用稀氢氧化钠溶液处理彻底去除蛋白质;3)利用无水乙醇或双氧水处理去除色素;4)提纯得到纯甲壳素粉末;
机械处理阶段分1)采用研磨法、超声法和高压均质法依次对纯甲壳素粉末进行破碎、开纤,从而分离得到具有纳米尺度、高长径比、高比表面积的甲壳素纳米纤维;2)将甲壳素纳米纤维制备成薄膜;3)将甲壳素纳米纤维与聚乳酸制备成光学透明复合膜材料;所述的提纯得到纯甲壳素粉末,其方法包括预处理,化学处理;其中预处理是取工业级甲壳素粉末,用60目和70目的筛子组合筛选,得到细度为60目的甲壳素粉末,将其放置在电热恒温鼓风干燥箱中,在55℃温度下干燥24小时以上备用;化学处理包括如下步骤,1)酸处理:用电子天平称取上述干燥甲壳素粉末10g置于烧杯中,配制400g浓度为7wt%的盐酸溶液放入烧杯中,用保鲜薄膜密封烧杯并将其放在集热式磁力加热搅拌器上,设置搅拌器温度为25℃,搅拌甲壳素酸溶液24h,进行酸处理;2)碱处理:酸处理后,利用真空泵和布氏漏斗抽吸过滤用来处理甲壳素粉末的酸溶液,再用去离子水过滤清洗甲壳素粉末若干次,直到其水溶液的pH值达到7为止;配制浓度为4wt%的氢氧化钠溶液400g,加到酸处理后洗涤至中性的甲壳素粉末中,将甲壳素碱溶液密封放在集热式磁力加热搅拌器中,在25℃温度下搅拌甲壳素碱溶液20h,进行碱处理;之后,使用布氏漏斗装置抽吸过滤处理甲壳素粉末的碱溶液,再用去离子水反复过滤清洗甲壳素粉末,直至中性;碱处理如此反复进行三次以上;3)酒精处理:碱处理后,量取200ml无水乙醇,将甲壳素粉末加入无水乙醇中,用保鲜薄膜密封混合溶液在常温环境下放置12h,对甲壳素粉末进行酒精脱色处理,然后在布氏漏斗装置中抽吸过滤溶有杂质的乙醇,再用去离子水反复过滤清洗甲壳素粉末,直至乙醇全部冲洗干净,得到湿润的纯甲壳素粉末;所述的甲壳素纳米纤维薄膜的制备步骤为:1)用去离子水分别将纯甲壳素粉末经过不同物理处理方法和制备工艺得到的甲壳素纳米纤维悬浮液配制成质量浓度为0.1wt%,利用分散机在3000rpm转速下分散搅拌0.5h,得到分散均匀的甲壳素纳米纤维悬浮液;2)安装好布氏漏斗真空抽滤装置,取两张φ 90mm定性滤纸平铺在布氏漏斗里面,再取一张孔径为0.22μm的微孔滤膜平铺覆盖在滤纸上,用少量的去离子水将滤纸和滤膜润湿,用玻璃棒除去其中的气泡,打开真空泵抽气使滤纸、滤膜充分与布氏漏斗贴合;3)量取上述分散均匀的0.1wt%甲壳素纳米纤维悬浮液500ml,倒入布氏漏斗中进行真空抽滤成膜;4)等甲壳素纳米纤维悬浮液中的水分被彻底抽滤完后,关闭真空泵拔出布氏漏斗泄压,再用镊子取出布氏漏斗中的甲壳素纳米纤维薄膜的滤膜,在相对滤膜的甲壳素纳米纤维薄膜另一表面上贴一张微孔滤膜,形成“三明治”结构,并将其夹在两层打印纸中间,放入两块玻璃板之间,置于电热恒温鼓风干燥箱内在55℃温度、50N重压下烘48h以上,得到干燥的生物质甲壳素纳米纤维薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法,其特征是所述的化学处理后得到的湿润的纯甲壳素粉末放入超低温冷冻储存箱,在-20℃条件下冷冻24h,使湿润甲壳素粉末所含的水分全部冷冻成冰,然后将其放入冷冻干燥机中48h以上,使其完全干燥;用电子天平称干燥的纯甲壳素粉末,用去离子水配制质量浓度为0.5wt%的甲壳素水溶液。
3.根据权利要求1所述的一种甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法,其特征是所述的研磨处理,包括1)在研磨机的转速为1500 pm,调节磨石之间距离的刻度显示为0.0的情况下,将所配制的0.5 wt%甲壳素水溶液标准研磨5次,称此甲壳素水溶液为甲壳素标准研磨液;2)使用研磨机将甲壳素标准研磨液在转速为1500 rpm,刻度为-0.5的情况下研磨5~30次,得到0.5wt%研磨甲壳素悬浮液。
4.根据权利要求1所述的一种甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法,其特征是所述的超声处理是将所配制的0.5wt%甲壳素水溶液在研磨机转速为1500 rpm,刻度为0.0的情况下标准研磨5次后,用去离子水配制成质量浓度为0.1wt%,再使用超声波细胞粉碎机在冰水浴中超声粉碎30~80min,最后得到超声甲壳素悬浮液;在此期间,甲壳素水溶液的温度始终控制在25℃以下,超声功率设置为1000W。
5.根据权利要求1所述的一种甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法,其特征是所述的高压均质处理是将所配制的0.5wt%甲壳素水溶液在研磨机转速为1500rpm,刻度为0.0的情况下标准研磨5次后,用去离子水配制成质量浓度为0.1wt%再使用高压均质机对所得到的甲壳素标准研磨液进行进一步的机械高压破碎,设置高压均质机的压力为1000~2000pa,均质5~30次,最后得到0.1wt%均质甲壳素悬浮液。
6.根据权利要求1所述的一种甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法,其特征是所述的研磨法、超声法和高压均质法的制备工艺分为:1)研磨15次结合超声30min,2)研磨15次结合均质10次,3)研磨15次、超声30min结合均质10次。
7.一种甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜的制备方法,其特征是包括浇铸法和浸渍法,
其中浇铸法,包括1)取颗粒状聚乳酸置于电热恒温鼓风干燥箱内在55℃温度下干燥24h以上,用电子天平称取5g干燥聚乳酸和100g二氯甲烷倒入烧杯中,用保鲜薄膜密封烧杯并将其放入温度设置为25℃的集热式磁力加热搅拌器中常温搅拌,直到聚乳酸颗粒完全溶解,需0.5h;2)取适量所制备的甲壳素纳米纤维悬浮液置于培养皿中,在超低温冷冻储存箱中-20℃冷冻24h,然后将其放入冷冻干燥机内在-40℃温度下抽真空冷冻干燥48h以上,得到完全干燥的甲壳素纳米纤维;3)将聚乳酸溶液轻轻地均匀倒入装有冷冻干燥甲壳素纳米纤维的培养皿中浇铸浸渍甲壳素纳米纤维,用保鲜薄膜密封培养皿常温浸渍6h,揭开保鲜薄膜,将培养皿放在通风处常温晾干12h;4)将培养皿放入55℃的鼓风干燥箱中干燥24h,再用镊子揭下薄膜,得到干燥的甲壳素纳米纤维/聚乳酸复合膜材料;
浸渍法,包括
1)取一定量的颗粒状聚乳酸置于电热恒温鼓风干燥箱内在55℃温度下干燥24h以上,用电子天平称取5g干燥聚乳酸和150g二氯甲烷倒入烧杯中,用保鲜薄膜密封烧杯并将其放入温度设置为25℃的集热式磁力加热搅拌器中常温搅拌,直到聚乳酸颗粒完全溶解,0.5h;
2)将纯甲壳素粉末在中性条件下处理,制备得到的甲壳素纳米纤维薄膜放入55℃的鼓风干燥箱内干燥6h,然后用镊子把干燥甲壳素纳米纤维薄膜置于之前准备好的聚乳酸溶液中,再用保鲜薄膜密封聚乳酸溶液在常温环境下分别浸渍8h和12h;之后揭下保鲜薄膜,取出聚乳酸溶液中的甲壳素纳米纤维薄膜,悬挂放在通风处常温晾干12h;
3)将浸渍含有聚乳酸的甲壳素纳米纤维薄膜悬挂放入55℃的鼓风干燥箱中干燥24h,得到干燥的甲壳素纳米纤维含量分别为95%和50%的甲壳素纳米纤维/PLA复合材料。
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