CN109422888A - 一种壳聚糖-二氧化钛复合膜的制备方法 - Google Patents

一种壳聚糖-二氧化钛复合膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种壳聚糖‑二氧化钛复合膜的制备方法，包括：(1)将壳聚糖溶于醋酸溶液中，在70～80℃水浴条件下磁力搅拌1～2h，得到壳聚糖溶液；(2)将钛酸四丁酯加入无水乙醇和冰醋酸的混合溶液中，磁力搅拌10～60min，再加入去离子水，在50～60℃水浴条件下磁力搅拌20～30min，得到二氧化钛溶胶；(3)将所述壳聚糖溶液和所述二氧化钛溶胶混合均匀，涂抹在圆形载玻片上，用旋涂机进行旋涂，获得厚度均匀的壳聚糖‑二氧化钛湿膜；(4)将涂有壳聚糖‑二氧化钛湿膜的圆形载玻片于室温下晾干，放入一定浓度的碱溶液中脱模，用去离子水洗涤至中性，自然晾干，得到壳聚糖‑二氧化钛复合膜。本发明中的复合膜力学性能良好，通过加入二氧化钛，提高了其抗水性能。

Description

一种壳聚糖-二氧化钛复合膜的制备方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种壳聚糖-二氧化钛复合膜的制备方法。
背景技术
包装乳制品、果蔬、肉类等富含营养物品的包装薄膜表面营养丰富，一般保存温度、湿度等条件也比较适合微生物的生长，包装薄膜表面容易沾染微生物，微生物就很容易迁移到物品上，使得物品腐烂。如果使用抗菌材料制备包装薄膜，就可以抑制微生物的生长，预防微生物在包装材料表面的繁衍，从而进一步防止物品的变质，提高薄膜的包装保护能力。
目前，抗菌包装薄膜多为不可降解的塑料制品，这些抗菌包装膜虽然可以满足抗菌需求，但大量包装膜废弃后产生白色垃圾，污染环境。另外，在长期存放中，塑料膜与食品紧密接触，对食品安全性有一定影响。如使用生物质基抗菌膜代替塑料膜包装食品，可解决上述污染问题。
面对日益严峻的能源危机和“白色污染”等环境问题，壳聚糖凭借其良好的生物分解性，被认为是理想的生物质材料之一。凭借独特的抑菌杀菌作用、优越的成膜性和生物相容性，壳聚糖在食品包装和保鲜方面有着极大的发展前景。但壳聚糖自身的结构和特性决定了壳聚糖膜材料在食品包装和果蔬保鲜方面应用时存在诸多问题，如物理机械性能差、生产成本高等。壳聚糖可以通过与其他有机或无机材料共混改性，来改善其物理机械性能，同时降低生产成本。
为此，有必要针对上述问题，提出一种壳聚糖-二氧化钛复合膜的制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种壳聚糖-二氧化钛复合膜的制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种壳聚糖-二氧化钛复合膜的制备方法，包括：
(1)将壳聚糖溶于醋酸溶液中，在70～80℃水浴条件下磁力搅拌1～2h，得到壳聚糖溶液；
(2)将钛酸四丁酯加入无水乙醇和冰醋酸的混合溶液中，磁力搅拌10～60min，再加入去离子水，在50～60℃水浴条件下磁力搅拌20～30min，得到二氧化钛溶胶；
(3)将所述壳聚糖溶液和所述二氧化钛溶胶混合均匀，涂抹在圆形载玻片上，用旋涂机进行旋涂，获得厚度均匀的壳聚糖-二氧化钛湿膜；
(4)将涂有壳聚糖-二氧化钛湿膜的圆形载玻片于室温下晾干，放入一定浓度的碱溶液中脱模，用去离子水洗涤至中性，自然晾干，得到壳聚糖-二氧化钛复合膜。
优选的，步骤(1)中，所述的醋酸溶液质量浓度为2wt％。
优选的，步骤(1)中，所述壳聚糖溶液的质量分数为1～5％。
优选的，所述壳聚糖溶液的质量分数为1.5～3.5％。
优选的，步骤(2)中，所述钛酸四丁酯、所述无水乙醇、所述冰醋酸、所述去离子水的体积比为1:2～10:2～10:50～200。
优选的，步骤(4)中，所述碱溶液选自氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，所述碱溶液的浓度为0.1～1mol/L。
优选的，所述壳聚糖-二氧化钛复合膜中，所述二氧化钛的质量分数为0.5～5％。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的制备工艺简单，成本较低，通过在壳聚糖中掺杂二氧化钛有助于提高复合膜的力学性能，同时还能提高该复合膜的抗水性能。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明公开一种壳聚糖-二氧化钛复合膜的制备方法，包括：
(1)将壳聚糖溶于醋酸溶液中，在70～80℃水浴条件下磁力搅拌1～2h，得到壳聚糖溶液；
(2)将钛酸四丁酯加入无水乙醇和冰醋酸的混合溶液中，磁力搅拌10～60min，再加入去离子水，在50～60℃水浴条件下磁力搅拌20～30min，得到二氧化钛溶胶；
(3)将所述壳聚糖溶液和所述二氧化钛溶胶混合均匀，涂抹在圆形载玻片上，用旋涂机进行旋涂，获得厚度均匀的壳聚糖-二氧化钛湿膜；
(4)将涂有壳聚糖-二氧化钛湿膜的圆形载玻片于室温下晾干，放入一定浓度的碱溶液中脱模，用去离子水洗涤至中性，自然晾干，得到壳聚糖-二氧化钛复合膜。
上述步骤(1)中，所述的醋酸溶液质量浓度为2wt％。
上述步骤(1)中，所述壳聚糖溶液的质量分数为1～5％，优选的，所述壳聚糖溶液的质量分数为1.5～3.5％，更优选的，所述壳聚糖溶液的质量分数为2％。
上述步骤(2)中，所述钛酸四丁酯、所述无水乙醇、所述冰醋酸、所述去离子水的体积比为1:2～10:2～10:50～200，优选的，所述钛酸四丁酯、所述无水乙醇、所述冰醋酸、所述去离子水的体积比为1:5:2:110。
上述步骤(4)中，所述碱溶液选自氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，所述碱溶液的浓度为0.1～1mol/L，优选的，所述碱溶液的浓度为0.5mol/L。
根据上述方法制得的壳聚糖-二氧化钛复合膜中，所述二氧化钛的质量分数为0.5～5％，优选的，所述二氧化钛的质量分数为1.5％。
实施例1
(1)将壳聚糖溶于质量浓度为2wt％的醋酸溶液中，在80℃水浴条件下磁力搅拌1.5h，得到壳聚糖溶液；
(2)将体积之比为1:2:2:50的钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸和去离子水混合，在60℃水浴条件下磁力搅拌30min，得到二氧化钛溶胶；
(3)将所述壳聚糖溶液和所述二氧化钛溶胶混合均匀，涂抹在圆形载玻片上，用旋涂机进行旋涂，获得厚度均匀的壳聚糖-二氧化钛湿膜；
(4)将涂有壳聚糖-二氧化钛湿膜的圆形载玻片于室温下晾干，放入浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液中脱模，用去离子水洗涤至中性，自然晾干，得到壳聚糖-二氧化钛复合膜。
根据上述实施例中的方法制得的壳聚糖-二氧化钛复合膜中，所述二氧化钛的质量分数为0.5％。
实施例2
(1)将壳聚糖溶于质量浓度为2wt％的醋酸溶液中，在80℃水浴条件下磁力搅拌1.5h，得到壳聚糖溶液；
(2)将体积之比为1:5:2:110的钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸和去离子水混合，在60℃水浴条件下磁力搅拌30min，得到二氧化钛溶胶；
(3)将所述壳聚糖溶液和所述二氧化钛溶胶混合均匀，涂抹在圆形载玻片上，用旋涂机进行旋涂，获得厚度均匀的壳聚糖-二氧化钛湿膜；
(4)将涂有壳聚糖-二氧化钛湿膜的圆形载玻片于室温下晾干，放入浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液中脱模，用去离子水洗涤至中性，自然晾干，得到壳聚糖-二氧化钛复合膜。
根据上述实施例中的方法制得的壳聚糖-二氧化钛复合膜中，所述二氧化钛的质量分数为1.5％。
实施例3
(1)将壳聚糖溶于质量浓度为2wt％的醋酸溶液中，在80℃水浴条件下磁力搅拌1.5h，得到壳聚糖溶液；
(2)将体积之比为1:10:10:200的钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸和去离子水混合，在60℃水浴条件下磁力搅拌30min，得到二氧化钛溶胶；
(3)将所述壳聚糖溶液和所述二氧化钛溶胶混合均匀，涂抹在圆形载玻片上，用旋涂机进行旋涂，获得厚度均匀的壳聚糖-二氧化钛湿膜；
(4)将涂有壳聚糖-二氧化钛湿膜的圆形载玻片于室温下晾干，放入浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液中脱模，用去离子水洗涤至中性，自然晾干，得到壳聚糖-二氧化钛复合膜。
根据上述实施例中的方法制得的壳聚糖-二氧化钛复合膜中，所述二氧化钛的质量分数为5％。
本发明的制备工艺简单，成本较低，通过在壳聚糖中掺杂二氧化钛，使得二氧化钛和壳聚糖之间产生较强的氢键作用，从而有助于提高复合膜的力学性能；本发明中的壳聚糖-二氧化钛复合膜与纯壳聚糖膜相比，其抗水性提高了12％。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (7)

1.一种壳聚糖-二氧化钛复合膜的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将壳聚糖溶于醋酸溶液中，在70～80℃水浴条件下磁力搅拌1～2h，得到壳聚糖溶液；
(2)将钛酸四丁酯加入无水乙醇和冰醋酸的混合溶液中，磁力搅拌10～60min，再加入去离子水，在50～60℃水浴条件下磁力搅拌20～30min，得到二氧化钛溶胶；
(3)将所述壳聚糖溶液和所述二氧化钛溶胶混合均匀，涂抹在圆形载玻片上，用旋涂机进行旋涂，获得厚度均匀的壳聚糖-二氧化钛湿膜；
(4)将涂有壳聚糖-二氧化钛湿膜的圆形载玻片于室温下晾干，放入一定浓度的碱溶液中脱模，用去离子水洗涤至中性，自然晾干，得到壳聚糖-二氧化钛复合膜。
2.根据权利要求1所述的壳聚糖-二氧化钛复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的醋酸溶液质量浓度为2wt％。
3.根据权利要求1所述的壳聚糖-二氧化钛复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述壳聚糖溶液的质量分数为1～5％。
4.根据权利要求3所述的壳聚糖-二氧化钛复合膜的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖溶液的质量分数为1.5～3.5％。
5.根据权利要求1所述的壳聚糖-二氧化钛复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述钛酸四丁酯、所述无水乙醇、所述冰醋酸、所述去离子水的体积比为1:2～10:2～10:50～200。
6.根据权利要求1所述的壳聚糖-二氧化钛复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述碱溶液选自氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，所述碱溶液的浓度为0.1～1mol/L。
7.根据权利要求1所述的壳聚糖-二氧化钛复合膜的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖-二氧化钛复合膜中，所述二氧化钛的质量分数为0.5～5％。
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