CN115873313A - 一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法 - Google Patents
一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115873313A CN115873313A CN202211556466.0A CN202211556466A CN115873313A CN 115873313 A CN115873313 A CN 115873313A CN 202211556466 A CN202211556466 A CN 202211556466A CN 115873313 A CN115873313 A CN 115873313A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chitosan
- maleic acid
- thermoplastic
- preparation
- aqueous solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 title claims abstract description 71
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 33
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 title claims abstract description 32
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title claims abstract description 20
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 230000006196 deacetylation Effects 0.000 claims description 4
- 238000003381 deacetylation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 125000001142 dicarboxylic acid group Chemical group 0.000 abstract description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 abstract description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 2
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229940005605 valeric acid Drugs 0.000 description 2
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- 125000000218 acetic acid group Chemical group C(C)(=O)* 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 1
- 238000009920 food preservation Methods 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 150000002763 monocarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 229920006352 transparent thermoplastic Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
本发明公开了一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法。本发明将壳聚糖和马来酸水溶液均匀混合后倒入密炼机中混炼得到热塑性壳聚糖。本发明的制备方法中，马来酸水溶液和壳聚糖按一定比例混合后，马来酸上的羧基可以和壳聚糖分子上的氨基和羟基作用，降低壳聚糖自身分子链自身的相互作用，降低壳聚糖的熔点，使得其在分解温度前可以熔融；马来酸的二元羧酸结构在反应的过程中更容易和壳聚糖形成交联结构，从而可以提高壳聚糖材料的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及壳聚糖材料技术领域，尤其涉及一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法。
背景技术
壳聚糖是一种天然多糖，是甲壳素在浓碱中脱去部分乙酰基得到的产物。壳聚糖具有良好的生物相容性和降解性，壳聚糖分子上的氨基可以和某些正价离子结合，使得壳聚糖具有一定的吸附性和抗菌性。同时，壳聚糖具有良好的成膜性，壳聚糖膜的性质与壳聚糖的分子量、脱乙酰度和衍生结构相关。壳聚糖膜材料在食品保鲜、医用敷料、质子交换膜和污水处理方面有很大的应用前景。
目前制备壳聚糖膜材料所使用的方法有溶液法和熔融法两种。溶液法是目前改性或制备壳聚糖复合材料所使用的主要方法。由于壳聚糖的分子量较大，在溶液中质量分数超过5％时，溶液的黏度会很大。因此目前的改性方法中壳聚糖的质量分数一般为2％左右。这样不仅在改性的过程中需要使用大量的溶剂(酸溶液)，后续处理也费时费能。熔融法是一种理想的高分子加工成型制备方法。但纯壳聚糖溶解性较差，只能溶解在部分酸性溶液和离子溶液中，因此熔融法制备壳聚糖膜材料还未大规模应用。对于熔融法制备热塑性壳聚糖的基础研究，目前报道的也较少，主要在于酸溶液增塑壳聚糖的机理较复杂，常规酸如盐酸、醋酸改性所得到材料的力学性能也不够理想。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法。
本发明的一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法，将壳聚糖和马来酸水溶液均匀混合后倒入密炼机中混炼得到热塑性壳聚糖。
进一步的，所述马来酸水溶液中马来酸的质量分数为10％-30％。
进一步的，所述壳聚糖与马来酸水溶液的质量比为1：1.5。
进一步的，在密炼机中混炼温度为90℃，混炼时间为5～15min。
进一步的，所述壳聚糖的脱乙酰度大于85％。
进一步的，所述壳聚糖的重均分子量为5～20万。
本发明的制备方法中，马来酸水溶液和壳聚糖按一定比例混合后，马来酸上的羧基可以和壳聚糖分子上的氨基和羟基作用，降低壳聚糖自身分子链自身的相互作用，降低壳聚糖的熔点，使得其在分解温度前可以熔融；马来酸的二元羧酸结构在反应的过程中更容易和壳聚糖形成交联结构，从而可以提高壳聚糖材料的力学性能。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
将重均分子量5万左右、脱乙酰度为85％的壳聚糖与马来酸水溶液混合均匀(其中壳聚糖和马来酸溶液的质量比为1：1.5，马来酸水溶液中马来酸的质量分数分别为10％，20％和30％)，倒入密炼机中80℃，30rpm的搅拌速度下充分混合15min即得到热塑性壳聚糖。为了进一步说明马来酸的增塑效果，用同样的配方，将马来酸换成不同结构一元羧酸，即乙酸、丙酸、丁酸和戊酸，酸溶液的浓度为20％，制备一系列不同酸改性的热塑性壳聚糖材料
表1不同酸增塑热塑性壳聚糖力学性能数据表
性能测试
将所得热塑性壳聚糖置于热压机中，在90℃进行压片得到热塑性壳聚糖均一透明的薄膜，然后切片得到哑铃型片材。材料在室温和湿度为60％RH的恒湿箱内平衡两周后在拉力机(6P-Ts 2000s，深圳高品检测设备有限公司)上进行拉力测试。根据ASTM D 882-81，拉伸速度设为5mm min-1，夹具为40mm。材料断裂后得到其断裂强度(σb,MPa)和断裂生长率(εb,％)，每组样品测量5次求其平均值。测试结果如下表1所示。
如表可知，增加马来酸的质量分数，壳聚糖的断裂强度先上升后下降，但效果与其它一元有机酸改性的材料相比明显提高，说明二元结构羧酸在改性的过程中更容易与壳聚糖形成交联作用，提高壳聚糖材料的力学性能。酸浓度过高会增加壳聚糖分子的降解，因此断裂强度下降。
同时，由表所知，马来酸改性的壳聚糖与丙酸、丁酸和戊酸改性壳聚糖的断裂伸长率相差不大，这主要是长的增塑剂分子链进一步增加了壳聚糖分子之间的距离，减小壳聚糖自身的相互作用，增加壳聚糖分子的运动性，使得断裂伸长率的变化不大，甚至稍弱一点。
以上未涉及之处，适用于现有技术。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法，其特征在于：将壳聚糖和马来酸水溶液均匀混合后倒入密炼机中混炼得到热塑性壳聚糖。
2.如权利要求1所述的一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法，其特征在于：所述马来酸水溶液中马来酸的质量分数为10％-30％。
3.如权利要求2所述的一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖与马来酸水溶液的质量比为1：1.5。
4.如权利要求1所述的一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法，其特征在于：在密炼机中混炼温度为90℃，混炼时间为5～15min。
5.如权利要求1所述的一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖的脱乙酰度大于85％。
6.如权利要求1所述的一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖的重均分子量为5～20万。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211556466.0A CN115873313B (zh) | 2022-12-06 | 2022-12-06 | 一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211556466.0A CN115873313B (zh) | 2022-12-06 | 2022-12-06 | 一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115873313A true CN115873313A (zh) | 2023-03-31 |
| CN115873313B CN115873313B (zh) | 2024-04-02 |
Family
ID=85766112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211556466.0A Active CN115873313B (zh) | 2022-12-06 | 2022-12-06 | 一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115873313B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101864095A (zh) * | 2009-04-16 | 2010-10-20 | 西南科技大学 | 热塑性葡甘聚糖/淀粉共混材料及其制备方法 |
| CN106903814A (zh) * | 2017-03-06 | 2017-06-30 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种制备热塑性壳聚糖的熔融加工方法 |
| CN109575369A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-05 | 武汉市工程科学技术研究院 | 一种乳酸熔融制备热塑性壳聚糖的方法 |
| CN111363207A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-07-03 | 深圳市通产丽星科技集团有限公司 | 一种环保増塑体系、热塑性壳聚糖材料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-12-06 CN CN202211556466.0A patent/CN115873313B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101864095A (zh) * | 2009-04-16 | 2010-10-20 | 西南科技大学 | 热塑性葡甘聚糖/淀粉共混材料及其制备方法 |
| CN106903814A (zh) * | 2017-03-06 | 2017-06-30 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种制备热塑性壳聚糖的熔融加工方法 |
| CN109575369A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-05 | 武汉市工程科学技术研究院 | 一种乳酸熔融制备热塑性壳聚糖的方法 |
| CN111363207A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-07-03 | 深圳市通产丽星科技集团有限公司 | 一种环保増塑体系、热塑性壳聚糖材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| GLORIA BAZARGAN 等: ""Quantifying proton diffusion in acid-functionalized chitosan membranes"", 《COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE》, vol. 210, pages 110988 * |
| 谭登峰;黄雪梅;庞锦英;莫羡忠;: "反应共混制备木薯淀粉马来酸酯的工艺研究", 化工技术与开发, no. 04, pages 5 - 7 * |
| 钟燕琴: ""有机酸溶剂体系中壳聚糖膜性能的研究进展"", 《包装工程》, vol. 43, no. 05, pages 23 - 32 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115873313B (zh) | 2024-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10059778B2 (en) | Production of poly alpha-1,3-glucan films | |
| CN109575369B (zh) | 一种乳酸熔融制备热塑性壳聚糖的方法 | |
| JP3214706B2 (ja) | Ｎ―メチルモルホリン―ｎ―オキシドを使用する均質セルロース溶液の製造方法 | |
| CN111349253B (zh) | 一种改性木质素/pbs生物塑料薄膜及其制备方法 | |
| CN111499923B (zh) | 碱减量废水制备有机钙成型材料的方法 | |
| CN108948689B (zh) | 一种反应挤出法改性聚乳酸-木质素复合材料及制备方法 | |
| GB2389111A (en) | Process for producing cellulose solution comprising polyvinyl alcohol | |
| CN113896952B (zh) | 一种高透明度醋酸纤维素材料及其制备方法 | |
| CN110964297A (zh) | 一种可降解塑料包装材料的改性方法 | |
| Ma et al. | Preparation of chitosan fibers using aqueous ionic liquid as the solvent | |
| CN115873313A (zh) | 一种马来酸增塑热塑性壳聚糖的制备方法 | |
| CN112708209A (zh) | 一种轻量化高强玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN111978633A (zh) | 一种可降解塑料瓦楞板 | |
| CN114230991B (zh) | 一种改性环氧化植物油增韧的聚乳酸材料的制备方法 | |
| CN110903518B (zh) | 一种羧甲基纤维素钠增韧热塑性壳聚糖的加工方法 | |
| CN115536921A (zh) | 一种天然橡胶材料及其制备方法 | |
| CN115785534B (zh) | 一种甲酰胺增塑热塑性壳聚糖的制备方法 | |
| KR0159976B1 (ko) | 생분해성 키토산/셀룰로즈 복합체 필름의 제조방법 | |
| CN110552083A (zh) | 一种具有抗菌性能的长丝的制备方法 | |
| CN109705548B (zh) | 一种利用乳酸单体降低聚乳酸熔融温度的方法及其复合材料 | |
| CN114230949B (zh) | 聚乙烯醇薄膜及其制备方法和偏光片 | |
| CN113603910B (zh) | 一种全降解竹纤维和聚乳酸复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN111234456A (zh) | 一种防老化防霉聚醚醚酮材料及制备方法 | |
| CN114989314B (zh) | 一种用于pla的生物基双效助剂的制备方法及应用 | |
| CN114437481B (zh) | 聚乙烯醇组合物、聚乙烯醇薄膜及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |