一種殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜的制備方法，主要包括如下步驟：制備糠醛渣納米纖維素，制備1％-10％的納米纖維素懸浮液和1wt％的殼聚糖醋酸溶液；將納米纖維素懸浮液加入殼聚糖醋酸溶液中并磁力攪拌1.5小時，待溶解后超聲波分散30min，真空脫氣后將混合溶液鋪于表面平整的聚四氟乙烯板上，在45℃真空中干燥72h，再將膜浸泡在0.5mol/L的NaOH溶液中進(jìn)一步中和，最后用去離子水沖洗、干燥，得到殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜。本發(fā)明有益效果在于：本發(fā)明不需要昂貴的高壓勻質(zhì)等設(shè)備，降低了生產(chǎn)成本；本發(fā)明解決了殼聚糖膜機械強度低、耐水性差的問題，不對殼聚糖進(jìn)行復(fù)雜的改性操作，而是通過添加天然高分子纖維來獲得性能優(yōu)異的復(fù)合材料。
【專利說明】一種殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包裝袋【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種針對食品包裝袋的殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物種類多、產(chǎn)量大，農(nóng)業(yè)剩余物資源也十分豐富。玉米芯、花生殼、高粱殼、甘蔗渣等都可以用來提取糠醛，每生產(chǎn)It糠醛產(chǎn)生12~15t的糠醛渣，每年大約產(chǎn)生2300萬噸糠醛渣。經(jīng)分析測定，玉米芯糠醛渣中纖維素含量高于40%，木質(zhì)素含量約為30%。如果能從玉米芯糠醛渣中提取出優(yōu)質(zhì)的纖維素用于生產(chǎn)納米纖維素，不僅可以變廢為寶，而且可以產(chǎn)生很大的經(jīng)濟效益。納米纖維素具有許多優(yōu)良特性，如高結(jié)晶度、高純度、高楊氏模量、高強度、高親水性和高透明性等，加之可降解、生物相容及可再生等特性，可作為分散相來增強天然或合成聚合物，獲得性能優(yōu)異的復(fù)合材料。目前，可以制備納米纖維素的原料很多，如木材、棉花、大麻、細(xì)菌、微晶纖維素等，但是利用糠醛渣制備納米纖維素，筆者還未見相關(guān)研究報道，具有一定的創(chuàng)造性和新穎性。納米纖維素的制備方法有很多，如酸水解法、高壓勻質(zhì)法、低壓壓榨法、生物制備法、大功率超聲輔助酸水解法等，本專利采用較低的超聲波功率、不添加任何化學(xué)藥品來制備糠醛渣納米纖維素，既節(jié)省了能源，又不會將纖維素大分子鏈分散的過于破碎。殼聚糖具有良好的生物相溶性、無毒、抑菌性、良好的成膜性，可廣泛的應(yīng)用于廢物處理、包裝、食品加工和醫(yī)藥領(lǐng)域。但純的殼聚糖膜存在機械強度低、耐水性較差等缺點，其實際應(yīng)用受到了一定的限制。殼聚糖和納米纖維素具有相似的分子結(jié)構(gòu)，故可通過共混的方法獲得性能優(yōu)異的納米復(fù)合物，不僅有效地改善了殼聚糖膜的機械性能和阻隔性能，同時還能夠保持殼聚糖膜的可降解等特性，用在果蔬、鮮肉制品的保鮮包裝領(lǐng)域。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提供一種可降解、可變廢為寶的一種殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜的制備方法。
[0004]一種殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜的制備方法，主要包括如下步驟:
[0005](I)制備糠醛渣納米纖維素；
[0006]稱取Ig糠醛渣放入10ml錐形瓶中，加入65ml蒸餾水、0.5g亞氯酸鈉和10滴冰醋酸后搖勻，置于75°C恒溫水浴中加熱；每隔十分鐘定時搖動，每隔I小時加入0.5g亞氯酸鈉和10滴左右冰醋酸，重復(fù)4到5次，直至瓶內(nèi)黃綠色氣體消失后取出，待靜置分層后將上層黃綠色液體倒去，再過濾殘液洗滌多次至中性，將得到的懸浮液放入超聲波細(xì)胞破碎機中在600W功率下超聲30分鐘，制得納米級的糠醛渣納米纖維素，最后在真空凍干機中干燥，得到粉末狀納米纖維素；
[0007](2)稱取步驟(1)中制備的納米纖維素于去離子水中磁力攪拌3小時，使其充分溶解形成I % -10 %的納米纖維素懸浮液；稱取殼聚糖在25°C條件下溶于I %的醋酸溶液中磁力攪拌3小時，形成Iwt%的殼聚糖醋酸溶液；
[0008](3)在步驟(2)中制得的納米纖維素懸浮液加入殼聚糖醋酸溶液中并磁力攪拌
1.5小時，待溶解后超聲波分散30min，真空脫氣后將混合溶液鋪于表面平整的聚四氟乙烯板上，在45°C真空中干燥72h，再將膜浸泡在0.5mol/L的NaOH溶液中進(jìn)一步中和，最后用去離子水沖洗、干燥，得到納米纖維素含量不同的殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜。
[0009]作為優(yōu)選方式，上述步驟(1)所述的納米纖維素的晶體為棒狀、球狀或橢球狀，且該晶體的長度為30-250nm，直徑為5_20nm。
[0010]作為優(yōu)選方式，上述步驟(3)所述的殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜膜厚為10—15 μ m0
[0011]本發(fā)明有益效果在于:
[0012](I)本發(fā)明不需要昂貴的高壓勻質(zhì)等設(shè)備，降低了生產(chǎn)成本；
[0013](2)本發(fā)明僅依靠自然反應(yīng)，無需特殊工藝，且不添加任何輔助化學(xué)藥品，制備工藝簡單，易操作，不存在酸水解、沒有廢液殘留回收等問題，環(huán)境污染??；
[0014](3)本發(fā)明解決了殼聚糖膜機械強度低、耐水性差的問題，不對殼聚糖進(jìn)行復(fù)雜的改性操作，而是通過添加天然高分子纖維來獲得性能優(yōu)異的復(fù)合材料。
[0015]具體實施方法
[0016]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0017]實施例1:
[0018]一種殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜的制備方法，主要包括如下步驟:稱取Ig糠醛渣放入10ml錐形瓶中，加入65ml蒸餾水、0.5g亞氯酸鈉和10滴左右冰醋酸后搖勻，置于75°C恒溫水浴中加熱；每隔十分鐘定時搖動，每隔I小時加入0.5g亞氯酸鈉和10滴冰醋酸，重復(fù)4到5次，直至瓶內(nèi)黃綠色氣體消失后取出，待靜置分層后將上層黃綠色液體倒去，再過濾殘液洗滌多次至中性，將得到的懸浮液放入超聲波細(xì)胞破碎機中在600W功率下超聲30分鐘，制得納米級的糠醛渣納米纖維素，最后在真空凍干機中干燥，得到粉末狀納米纖維素,所述納米纖維素的晶體為棒狀、球狀或橢球狀,且該晶體的長度為30-250nm,直徑為5-20nm ;稱取制備的納米纖維素于去離子水中磁力攪拌3小時，使其充分溶解形成I %納米纖維素懸浮液；稱取殼聚糖在25°C條件下溶于I %的醋酸溶液中磁力攪拌3小時，形成lwt%的殼聚糖醋酸溶液；將納米纖維素懸浮液加入制得的lwt%殼聚糖醋酸溶液中并磁力攪拌1.5小時，待溶解后超聲波分散30min，真空脫氣后將混合溶液鋪于表面平整的聚四氟乙烯板上，在45°C真空中干燥72h，再將膜浸泡在0.5mol/L的NaOH溶液中進(jìn)一步中和，最后用去離子水沖洗、干燥，得到納米纖維素含量不同的殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜，殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜膜厚為10-15 μ m。
[0019]實施例2:
[0020]一種殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜的制備方法，主要包括如下步驟:稱取Ig糠醛渣放入10ml錐形瓶中，加入65ml蒸餾水、0.5g亞氯酸鈉和10滴冰醋酸后搖勻，置于75°C恒溫水浴中加熱；每隔十分鐘定時搖動，每隔I小時加入0.5g亞氯酸鈉和10滴冰醋酸，重復(fù)4到5次，直至瓶內(nèi)黃綠色氣體消失后取出，待靜置分層后將上層黃綠色液體倒去，再過濾殘離洗滌多次至中性，將得到的懸浮液放入超聲波細(xì)胞破碎機中在600W功率下超聲30分鐘，制得納米級的糠醛渣納米纖維素，最后在真空凍干機中干燥，得到粉末狀納米纖維素，所述納米纖維素的晶體為棒狀、球狀或橢球狀，且該晶體的長度為30-180nm,直徑為5-15nm ;稱取制備的納米纖維素于去離子水中磁力攪拌3小時，使其充分溶解形成10%納米纖維素懸浮液；稱取殼聚糖在25°C條件下溶于I %的醋酸溶液中磁力攪拌3小時，形成lwt%的殼聚糖醋酸溶液；將納米纖維素懸浮液加入制得的lwt%殼聚糖醋酸溶液中并磁力攪拌1.5小時，待溶解后超聲波分散30min，真空脫氣后將混合溶液鋪于表面平整的聚四氟乙烯板上，在45°C真空中干燥72h，再將膜浸泡在0.5mol/L的NaOH溶液中進(jìn)一步中和，最后用去離子水沖洗、干燥，得到納米纖維素含量不同的殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜，所述殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜膜厚為10-15 μ m。
[0021]實施例3:
[0022]一種殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜的制備方法，主要包括如下步驟:稱取Ig糠醛渣放入10ml錐形瓶中，加入65ml蒸餾水、0.5g亞氯酸鈉和10滴左右冰醋酸后搖勻，置于75°C恒溫水浴中加熱；每隔十分鐘定時搖動，每隔I小時加入0.5g亞氯酸鈉和10滴冰醋酸，重復(fù)4到5次，直至瓶內(nèi)黃綠色氣體消失后取出，待靜置分層后將上層黃綠色液體倒去，再過濾殘液洗滌多次至中性，將得到的懸浮液放入超聲波細(xì)胞破碎機中在600W功率下超聲30分鐘，制得納米級的糠醛渣納米纖維素，最后在真空凍干機中干燥，得到粉末狀納米纖維素,所述納米纖維素的晶體為棒狀、球狀或橢球狀,且該晶體的長度為30-100nm,直徑為5-10nm ;稱取制備的納米纖維素于去離子水中磁力攪拌3小時，使其充分溶解形成5%納米纖維素懸浮液；稱取殼聚糖在25°C條件下溶于1%的醋酸溶液中磁力攪拌3小時，形成lwt%的殼聚糖醋酸溶液；將納米纖維素懸浮液加入制得的lwt%殼聚糖醋酸溶液中并磁力攪拌1.5小時，待溶解后超聲波分散30min，真空脫氣后將混合溶液鋪于表面平整的聚四氟乙烯板上，在45°C真空中干燥72h，再將膜浸泡在0.5mol/L的NaOH溶液中進(jìn)一步中和，最后用去離子水沖洗、干燥，得到納米纖維素含量不同的殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜，所述殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜膜厚為10-15 μ m。
[0023]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜的制備方法，其特征在于:主要包括如下步驟: (1)制備糠醛渣納米纖維素； 稱取Ig糠醛渣放入10ml錐形瓶中，加入65ml蒸餾水、0.5g亞氯酸鈉和10滴冰醋酸后搖勻，置于75°C恒溫水浴中加熱；每隔十分鐘定時搖動，每隔I小時加入0.5g亞氯酸鈉和10滴左右冰醋酸，重復(fù)4到5次，直至瓶內(nèi)黃綠色氣體消失后取出，待靜置分層后將上層黃綠色液體倒去，再過濾殘液洗滌多次至中性，將得到的懸浮液放入超聲波細(xì)胞破碎機中在600W功率下超聲30分鐘，制得納米級的糠醛渣納米纖維素，最后在真空凍干機中干燥，得到粉末狀納米纖維素； (2)稱取步驟(1)中制備的納米纖維素于去離子水中磁力攪拌3小時，使其充分溶解形成1% -10%納米纖維素懸浮液；稱取殼聚糖在25°C條件下溶于I %的醋酸溶液中磁力攪拌3小時，形成Iwt%的殼聚糖醋酸溶液； (3)在步驟(2)中制得的納米纖維素懸浮液加入殼聚糖醋酸溶液中并磁力攪拌1.5小時，待溶解后超聲波分散30min，真空脫氣后將混合溶液鋪于表面平整的聚四氟乙烯板上，在45°C真空中干燥72h，再將膜浸泡在0.5mol/L的NaOH溶液中進(jìn)一步中和，最后用去離子水沖洗、干燥，得到納米纖維素含量不同的殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜的制備方法，其特征在于:步驟(1)所述的納米纖維素的晶體為棒狀、球狀或橢球狀，且該晶體的長度為30_250nm,直徑為 5_20nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜的制備方法，其特征在于:步驟(3)所述的殼聚糖-糠醛渣納米纖維素復(fù)合膜膜厚為10-15 μ m。
【文檔編號】C08L1/02GK104130431SQ201410331292
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月6日
【發(fā)明者】李淑君, 董峰, 閆美玲, 李春杰 申請人:東北林業(yè)大學(xué)