CN104530259A - 壳聚糖型席夫碱及其制备方法以及基于其的羽毛清洗除臭剂 - Google Patents

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本发明公布了一种壳聚糖型席夫碱及其制备方法以及基于其的羽毛清洗除臭剂，其特征在于：是以天然生物质壳聚糖为主要原料，在有机溶剂中与对羟基苯甲醛进行反应，制备得到壳聚糖型席夫碱；以制备得到的壳聚糖型席夫碱为原料，同水、OP-10按不同的配比混合制备洗涤剂。采用本发明的羽毛清洗除臭剂在超声中超声清洗羽毛，洗涤后的羽毛洁白，而且无异味，且壳聚糖基羽毛清洗除臭剂制备方法简单，原料安全无毒且来源充足价格低廉，减少了有毒化学试剂的使用。

Description

壳聚糖型席夫碱及其制备方法以及基于其的羽毛清洗除臭剂
技术领域
本发明涉及的是一种壳聚糖基清洗剂的制备工艺，本发明还涉及这种壳聚糖基清洗剂在羽毛清洗除臭中的应用。
背景技术
安徽作为农业大省，畜禽养殖是一项重要的经济产业。在畜禽养殖业的大规模发展拉动经济的同时，也带来一定的环境污染。家禽羽毛及其废弃物就是其中之一。羽毛是家禽类动物表皮细胞角质化的衍生物，通常占有家禽体重的5-11％，其主要成分是角蛋白，含量高达80-90％。而羽毛本身很难在空气中自然降解，其本身高含量的蛋白及附着的其他杂物等含氮、磷物质常常成为其他致病菌的营养源，尤其是潮湿的没有清洗的羽毛，发出一股恶臭，这就是因为羽毛携带病原菌，及其本身的油脂分解产生的气味，这样就对环境产生了二次污染，也影响了羽毛的进一步加工和使用。因此如何快速有效清洗羽毛对羽毛的深加工具有重要的影响。
壳聚糖是由甲壳素经脱乙酰基处理后得到的一种含有游离氨基的碱性多糖，室温下壳聚糖以白色固体、米黄色结晶性粉末或片状存在，约185℃分解，是世界上含量最大的有机化合物；壳聚糖生物相容性和生物降解性是极好的，而且它的降解产物在人体内不积累，无其他不良作用，壳聚糖分子中含有氨基和羟基等活性基团，具有良好的吸湿性和保湿性，其吸湿性仅次于甘油，因其具有良好的抗菌性，可作为织物的一种抗菌除臭整理剂，加入壳聚糖能显著提高被洗织物的抗皱和抗菌性能。因此壳聚糖具有重要的研究意义和商业价值，目前壳聚糖已在废水处理、食品工业、农业、轻工业、化妆品、化学工业、医药工业及生物工程等方面得到了广泛应用。但壳聚糖在酸性条件下与氢离子反应，变为盐容易流失，不利于洗涤剂的制备。而且由于壳聚糖分子内分子间都存在大量的氢键的作用，形成有序的大分子结构，溶解性差，利用率大打折扣。
发明内容
本发明旨在提供一种以天然高分子壳聚糖为原料，用对羟基苯甲醛对壳聚糖进行修饰改性，以常用有机溶剂为溶剂，将壳聚糖与对羟基苯甲醛反应得到壳聚糖型席夫碱，增加其溶解性，以壳聚糖型席夫碱为原料制备洗涤剂，利用壳聚糖型席夫碱上的羟基同羽毛上氨基、酯基反应，从而达到洗涤目的。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明的壳聚糖型席夫碱，其结构式如式(1)所示：
式中n为20-80。
本发明壳聚糖型席夫碱是按如下步骤进行制备：
在氮气保护下，向配有机械搅拌棒的三口烧瓶中加入壳聚糖和溶剂，搅拌升温至溶剂回流后，恒温并加入对羟基苯甲醛，然后恒温反应5-12h；经旋转蒸发去除产物中的溶剂，然后80℃真空干燥至恒重，即得目标产物；所述壳聚糖与所述对羟基苯甲醛的摩尔比为1:1；所述壳聚糖与所述溶剂的质量比为1:100～400。
其中所述溶剂为乙醇、甲醇、甲苯或丙酮。
本发明在制备壳聚糖壳聚糖型席夫碱所用原料为生物质壳聚糖。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物，是自然界唯一的碱性生物多糖。其结构式如式(2)所示：
本发明壳聚糖型席夫碱的合成路线如式(3)所示：
本发明还公开了基于上述壳聚糖型席夫碱的羽毛清洗除臭剂，其特点在于：各原料按质量百分含量的配比为：
壳聚糖型席夫碱  10-50％；
水              30-80％；
OP-10           2-30％；
将各原料混合并搅拌均匀即得羽毛清洗除臭剂。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)本发明制备的壳聚糖型席夫碱是以壳聚糖为原料，由对羟基苯甲醛对壳聚糖进行修饰改性获得，提高了壳聚糖的溶解性；此外壳聚糖是一种安全无毒、价廉易得的天然高分子，减少了有毒化学试剂的使用，避免了对环境的二次污染。
(2)本发明以壳聚糖型席夫碱为原料，同表面活性剂OP-10及水进行配比制备羽毛清洗除臭剂，利用壳聚糖型席夫碱上的羟基同羽毛上氨基、酯基反应，从而达到洗涤目的，洗涤效果好，制备工艺简单，易于实现工业化生产，原料来源广泛，成本低廉。
附图说明
图1是本发明实施例1所制备的壳聚糖型席夫碱与原料的红外对比分析图；
图2是本发明实施例1所制备的壳聚糖型席夫碱与壳聚糖的DSC对比分析图。
具体实施方式
下面结合实例对本发明进行详细说明，但本发明并不局限于以下实例。
下述各实施例中使用的壳聚糖是陕西森弗高科实业提供，脱乙酰度为92％，分子量20000。
实施例1
1、本实施例按如下步骤制备壳聚糖型席夫碱：
室温条件、氮气气氛下，向配有机械搅拌棒的250mL三口烧瓶中加入20g壳聚糖和200mL的乙醇作溶剂，搅拌升温至100℃时加入12g对羟基苯甲醛，继续恒温回流反应10h，反应结束后，旋转蒸发去除溶剂，最后80℃真空干燥至恒重，制备得到30.9g目标产物。
为验证本实施例所得壳聚糖型席夫碱的生成，采用傅立叶变换红外光谱法FTIR对原料、产物的结构进行了表征，并进行了比较。壳聚糖型席夫碱与壳聚糖、对羟基苯甲醛的红外光谱比较图如图1所示，图1中最上端曲线是壳聚糖型席夫碱的红外光谱图，从图中可以看出，壳聚糖型席夫碱的红外谱图中既有壳聚糖原料的特征峰，也有对羟基苯甲醛的特征峰。在3434cm-1是酚羟基O-H的吸收峰，1634cm-1是C-N键的吸收峰，而且在1518cm-1处出现C＝N双键的吸收峰，在835cm-1处有一个尖锐峰是苯环取代的特征峰，与预想结构完全一致，所以断定壳聚糖型席夫碱已经成功制备。
图2是壳聚糖与壳聚糖型席夫碱差示扫描量热法DSC比较图(测试方式是在氮气气氛中，控制升温速率为10℃/min，将样品从25℃升温到300℃)，从图2中可以看出，壳聚糖只有吸热向上的峰，100℃左右的吸热峰是壳聚糖晶体熔融峰，而靠近300℃左右是壳聚糖分解峰。但是当对壳聚糖进行改性制备得到壳聚糖型席夫碱，样品DSC曲线发生变化，100℃左右是样品中残存的壳聚糖熔融峰，而285℃的放热峰是席夫碱双键打开所产生的放热现象。综合红外和DSC图分析得知，壳聚糖型席夫碱已经成功制得。
2、本实施例利用1所制备的壳聚糖型席夫碱按如下方式制备羽毛清洗除臭剂：
称取30g壳聚糖型席夫碱、25g OP-10及45g去离子水加到200mL烧杯中，并用玻棒搅拌均匀，既得。
3、本实施例利用2所制备的羽毛清洗除臭剂清洗羽毛：
称取50g皖西白鹅毛加入到500mL烧杯中，然后再加入200mL本实施例所制备的羽毛清洗除臭剂，并将烧杯放在超声清洗器中进行超声清洗，超声温度设置为30℃，超声洗涤20min，然后空气中晾干。晾干后的羽毛蓬松洁白无异味，在空气中放置15天后仍无异味。
实施例2
1、壳聚糖型席夫碱制备
室温条件、氮气气氛下，向配有机械搅拌棒的250mL三口烧瓶中加入15g壳聚糖和200mL的丙酮作溶剂，搅拌升温至80℃时加入9g对羟基苯甲醛，继续恒温回流反应12h，反应结束后，旋转蒸发去除溶剂，最后80℃真空干燥至恒重，制备得到28.9g目标产物。
2.壳聚糖基羽毛清洗除臭剂
称取20g壳聚糖型席夫碱、20g OP-10及60g去离子水加到200mL烧杯中，并用玻棒搅拌均匀，既得。
3、本实施例利用2所制备的羽毛清洗除臭剂清洗羽毛：
称取20g皖西白鹅毛加入到500mL烧杯中，然后再加入100mL本实施例所制备的羽毛清洗除臭剂，并将烧杯放在超声清洗器中进行超声清洗，超声温度设置为30℃，超声洗涤10min，然后空气中晾干。晾干后的羽毛蓬松洁白无异味，在空气中放置15天后仍无异味。
实施例3
1、壳聚糖型席夫碱制备
室温条件、氮气气氛下，向配有机械搅拌棒的250mL三口烧瓶中加入10g壳聚糖和200mL的甲醇作溶剂，搅拌升温至90℃时加入6g对羟基苯甲醛，继续回流反应12h，反应结束后，旋转蒸发去除溶剂，最后真空干燥，制备得到14.8g目标产物。
2、壳聚糖基羽毛清洗除臭剂
称取12g壳聚糖型席夫碱、28g OP-10及60g去离子水加到200mL烧杯中，并用玻棒搅拌均匀，既得。
3、本实施例利用2所制备的羽毛清洗除臭剂清洗羽毛：
称取15g皖西白鹅毛加入到500mL烧杯中，然后再加入150mL本实施例所制备的羽毛清洗除臭剂，并将烧杯放在超声清洗器中进行超声清洗，超声温度设置为30℃，超声洗涤10min，然后空气中晾干。晾干后的羽毛蓬松洁白无异味，在空气中放置30天后仍无异味。

Claims (4)

1.壳聚糖型席夫碱，其特征在于：其结构式如式(1)所示：
式中n为20-80。
2.一种权利要求1所述壳聚糖型席夫碱的制备方法，其特征在于：
在氮气保护下，向配有机械搅拌棒的三口烧瓶中加入壳聚糖和溶剂，搅拌升温至溶剂回流后，恒温并加入对羟基苯甲醛，然后恒温反应5-12h；经旋转蒸发去除产物中的溶剂，然后80℃真空干燥至恒重，即得目标产物；所述壳聚糖与所述对羟基苯甲醛的摩尔比为1:1；所述壳聚糖与所述溶剂的质量比为1:100～400。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂为乙醇、甲醇、甲苯或丙酮。
4.一种含权利要求1所述壳聚糖型席夫碱的羽毛清洗除臭剂，其特征在于：各原料按质量百分含量的配比为：
壳聚糖型席夫碱  10-50％；
水   30-80％；
OP-10   2-30％；
将各原料混合并搅拌均匀即得羽毛清洗除臭剂。
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