CN107245168A - 一种魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤及其制备方法。一种魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤的制备方法，包括魔芋葡甘聚糖溶液配制、配制成型剂、老化剂、脱模剂、成膜、脱模老化。本发明以天然高分子多糖魔芋葡甘聚糖为基料，结合壳聚糖、玻璃胶、树脂、颜料剂、消泡剂等辅料，制备的机器人仿生皮肤具有仿度高、生物利用度好等优点，无论是实用性还是生物降解性，较已有机器人仿生皮肤都具有明显优势，而且具有取材方便、凝胶性好、低成本、易制备、可生物降解和无毒无公害、拒绝二次污染的优势。

Description

一种魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种机器人仿生皮肤及其制备方法，具体涉及一种魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤及其制备方法，属机器人技术领域。
背景技术
业内对机器人皮肤的常规理解，是一种外观与人类皮肤相似的人造皮肤。目前的机器人大多数只具备外壳而不具备柔软皮肤，柔软的皮肤相比硬质的外壳将使机器人更加向人性化发展。目前世界上开发了大量机器人制品，除了日本有部分的机器人进行仿生仿真处理，大量的机器人都是由机械零件构造而成的，在现有的机器人的人造皮肤中，具有柔软的机器人的皮肤多数都是用硅胶等模拟人的皮肤，虽然外形和手感都可以与真人相似度很高，但生物利用度都很低，且同时降解性差，易造成环境负担，与当今可持续发展理念背道而驰，因此利用天然高分子多糖制备机器人仿生皮肤，利用其生物利用度高，可降解性强等特点，这将具有重大的意义。
申请号为201510560551.8的发明专利“一种机器人仿真皮肤”（申请日：2015.09.06），介绍了一种结构简单、制造方法便捷、使用寿命长的机器人仿真皮肤，皮肤层内设计有绝缘层，同时增加了皮肤的视觉和触觉的真实感，提高了仿真皮肤在使用过程中的安全性。但是，原材料中化工中间体过多，不易降解，容易造成环境负担，不适合投入工业化生产。
申请号为201510218591.4的发明专利“高敏度的智能机器人皮肤”（申请日：2015.04.30），介绍了一种高敏度的智能机器人皮肤，利用导电碳纤维与高分子复合技术，不仅兼有人类皮肤的柔韧性和多维敏感性特征，同时满足机器人皮肤的高感度、柔韧性与多功能化的要求，而且模拟了人类肤质的触觉感观。但是，该种智能皮肤制作工艺复杂，涉及程序繁琐，不适合商业化发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种与现有机器人皮肤不同的魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤及其制备方法。
本发明目的由以下技术方案实现。
本发明一种魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤的制备方法，其特征在于制备步骤如下：
（1）魔芋葡甘聚糖溶液配制：按重量份配制，取12～16份魔芋葡甘聚糖，溶解于450～500份水温为50～60℃的温水中，加入辅料：壳聚糖9～11份、玻璃胶10～14份、树脂10～14份、颜料剂5～7份、消泡剂3～5份，混匀，制成魔芋葡甘聚糖溶液；
（2）配制成型剂：取15～25份葡萄糖酸钙、5～15份氯化钙，80～120份水，混匀，配制成仿生皮肤的成型剂；
（3）配制老化剂：取3～5份氯化钙、2～4份葡萄糖酸钙、30～50份水，混匀，配制成仿生皮肤的老化剂；
（4）配制脱模剂：取60～70份液体石蜡，加入4～8份丙三醇，搅拌并置于50～60℃水浴中，待丙三醇溶解后制成脱模剂；
（5）成膜：将步骤（1）的魔芋葡甘聚糖溶液倒入装有步骤（2）成型剂的成膜器内，使膜均匀平整，制成厚度为 0.3～0.5厘米的成膜；
（6）脱模老化：将步骤（5）的成膜置于步骤（4）的脱膜剂中，3～5分钟后脱膜，然后，将膜放入步骤（3）的老化剂中，3～5小时后取出，制成魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤。
本发明的优点：魔芋是天南星科魔芋属植物的总称，其球茎所含的葡甘聚糖是当今最优质的可溶性膳食纤维，具有重要的经济价值。目前已成为集种植、初加工、精加工和深加工为一体的具备国际竞争力的完整产业链。魔芋也成为促进西南山区农民脱贫致富、地方经济建设和当地各民族和谐发展的重要产业，其产量居世界第一位。壳聚糖对组织不起异物反应，无毒，具有耐高温消毒等特点。本发明以天然高分子多糖魔芋葡甘聚糖为基料，结合壳聚糖、玻璃胶、树脂、颜料剂、消泡剂等辅料，制备的机器人仿生皮肤，具有仿度高、生物利用度好等优点，无论是实用性还是生物降解性，较已有机器人仿生皮肤都具有明显优势。而且具有取材方便、凝胶性好、低成本、易制备、可生物降解和无毒无公害、拒绝二次污染的优势。本发明的魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤与市面上已有机器人仿生皮肤相关性能测试对比结果如表1所示。
表1 本发明的魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤与市售机器人仿生皮肤相关性能测试对比结果
经过上述测试对比，本发明的魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤，在生物降解性、实用性、原料价格和潜在市场等指标上都较市面上其他机器人仿生皮肤更优。
具体实施方式
为了充分公开本发明魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤，下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1、一种魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤的制备方法，包括以下步骤：
（1）魔芋葡甘聚糖溶液配制：按重量份配制，取14份魔芋葡甘聚糖，溶解于475份水温为55℃的温水中，加入辅料：壳聚糖10份、玻璃胶12份、树脂12份、颜料剂6份、消泡剂4份，混匀，制成魔芋葡甘聚糖溶液；
（2）配制成型剂：取20份葡萄糖酸钙、10份氯化钙，100份水，混匀，配制成仿生皮肤的成型剂；
（3）配制老化剂：取4份氯化钙和3份葡萄糖酸钙，40份水，混匀，配制成仿生皮肤的老化剂；
（4）配制脱模剂：取60份液体石蜡，加入4份丙三醇，搅拌并置于50℃水浴中，待丙三醇溶解后制成脱模剂。
（5）成膜：将配制好的魔芋葡甘聚糖溶液倒入装有成型剂的成膜器内，使膜均匀平整，制成厚度为 0.4厘米的成膜；
（6）脱模老化：将成膜置于脱膜剂中，4分钟后脱膜，然后，将膜放入老化剂中，4小时后取出，制成仿生皮肤。
实施例2、一种魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤的制备方法，包括以下步骤：
（1）魔芋葡甘聚糖溶液配制：按重量份配制，取12份魔芋葡甘聚糖，溶解于450份水温为50℃的温水中，加入辅料：壳聚糖9份、玻璃胶10份、树脂10份、颜料剂5份、消泡剂3份，混匀，制成魔芋葡甘聚糖溶液；
（2）配制成型剂：取15份葡萄糖酸钙、5份氯化钙，80份水，混匀，配制成仿生皮肤的成型剂溶液；
（3）配制老化剂：取3份氯化钙和2份葡萄糖酸钙，30份水，混匀，配制成仿生皮肤的老化剂；
（4）配制脱模剂：取65份液体石蜡，加入6份丙三醇，搅拌并置于55℃水浴中，待丙三醇溶解后制成脱模剂。
（5）成膜：将配制好的魔芋葡甘聚糖溶液倒入装有成型剂的成膜器内，使膜均匀平整，制成厚度为 0.3厘米的成膜；
（6）脱模老化：将成膜置于脱膜剂中，3分钟后脱膜，然后，将膜放入老化剂中，3小时后取出，制成仿生皮肤。
实施例3、一种魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤的制备方法，包括以下步骤：
（1）魔芋葡甘聚糖溶液配制：按重量份配制，取16份魔芋葡甘聚糖，溶解于500份水温为60℃的温水中，加入辅料：壳聚糖11份、玻璃胶14份、树脂14份、颜料剂7份、消泡剂5份，混匀，制成魔芋葡甘聚糖溶液；
（2）配制成型剂：取25份葡萄糖酸钙、15份氯化钙， 120份水，混匀，配制成仿生皮肤的成型剂溶液；
（2）配制老化剂：取5份氯化钙和4份葡萄糖酸钙，50份水，混匀，配制成仿生皮肤的老化剂；
（4）配制脱模剂：取70份液体石蜡，加入8份丙三醇，搅拌并置于60℃水浴中，待丙三醇溶解后制成脱模剂。
（5）成膜：将配制好的魔芋葡甘聚糖溶液倒入装有成型剂的成膜器内，使膜均匀平整，制成厚度为 0.5厘米的成膜；
（6）脱模老化：将成膜置于脱膜剂中， 5分钟后脱膜，然后，将膜放入老化剂中，5小时后取出，制成仿生皮肤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤的制备方法，其特征在于制备步骤如下：
（1）魔芋葡甘聚糖溶液配制：按重量份配制，取12～16份魔芋葡甘聚糖，溶解于450～500份水温为50～60℃的温水中，加入辅料：壳聚糖9～11份、玻璃胶10～14份、树脂10～14份、颜料剂5～7份、消泡剂3～5份，混匀，制成魔芋葡甘聚糖溶液；
（2）配制成型剂：取15～25份葡萄糖酸钙、5～15份氯化钙，80～120份水，混匀，配制成仿生皮肤的成型剂；
（3）配制老化剂：取3～5份氯化钙、2～4份葡萄糖酸钙、30～50份水，混匀，配制成仿生皮肤的老化剂；
（4）配制脱模剂：取60～70份液体石蜡，加入4～8份丙三醇，搅拌并置于50～60℃水浴中，待丙三醇溶解后制成脱模剂；
（5）成膜：将步骤（1）的魔芋葡甘聚糖溶液倒入装有步骤（2）成型剂的成膜器内，使膜均匀平整，制成厚度为 0.3～0.5厘米的成膜；
（6）脱模老化：将步骤（5）的成膜置于步骤（4）的脱膜剂中，3～5分钟后脱膜，然后，将膜放入步骤（3）的老化剂中，3～5小时后取出，制成魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤。
2.根据权利要求1所述的一种魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤的制备方法，其特征在于所述魔芋葡甘聚糖溶液配制：按重量份配制，取14份魔芋葡甘聚糖，溶解于475份水温为55℃的温水中，加入辅料：壳聚糖10份、玻璃胶12份、树脂12份、颜料剂6份、消泡剂4份，混匀，制成魔芋葡甘聚糖溶液。
3.根据权利要求1所述的一种魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤的制备方法，其特征在于所述配制成型剂：取20份葡萄糖酸钙、10份氯化钙，100份水，混匀，配制成仿生皮肤的成型剂。
4.根据权利要求1所述的一种魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤的制备方法，其特征在于所述配制老化剂：取4份氯化钙和3份葡萄糖酸钙，40份水，混匀，配制成仿生皮肤的老化剂。
5.根据权利要求1所述的一种魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤的制备方法，其特征在于所述配制脱模剂：取65份液体石蜡，加入6份丙三醇，搅拌并置于55℃水浴中，待丙三醇溶解后制成脱模剂。
6.由权利要求1-5所述的任一方法制备的魔芋葡甘聚糖机器人仿生皮肤。
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