[发明专利]一种壳聚糖纳米复合材料膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种壳聚糖纳米复合材料膜的制备方法，尤其涉及一种适用于生物传感、食品保鲜、包装材料用的抑菌、可生物降解、导电的纳米复合材料膜。

背景技术

壳聚糖膜具有良好的吸附性、抗菌性、生物相容性和生物降解性，因此应用非常广泛。壳聚糖膜虽然具有上述诸多优点，但由于其使用温度低，耐热性不理想以及力学性能不高等缺点限制了它的应用范围。因此，对壳聚糖膜进行改性，提高它的耐热性、力学性能以及使其具有功能导电性是非常有意义的工作。

石墨是天然无机材料，经氧化后片层间距增大，容易吸附极性聚合物形成插层型和剥离型纳米复合材料。氧化石墨片层具有阻隔作用，能显著降低聚合物的热释放率，促进碳层的形成，因而所制得的材料表现出良好的热稳定性能。同时，在复合材料中分散的氧化石墨片层具有巨大的径厚比，易形成导电网络，因此该复合材料具有低逾渗阈值和高导电性。而且，氧化石墨作为纳米片层填料，能显著增强材料的力学性能。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种具有抑菌性、导电性、可生物降解、对环境无污染的壳聚糖纳米复合材料膜的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种壳聚糖纳米复合材料膜的制备方法，其特征在于，该复合材料膜是由壳聚糖与氧化石墨插层共混后流延制得，具体包括以下步骤：

(1)将0.1～10重量份氧化石墨分散在10～100倍重量的溶剂中，搅拌下超声波分散3～10小时，得到氧化石墨胶体悬浊液；

(2)将100重量份壳聚糖溶于溶剂中，加入步骤(1)所得的氧化石墨悬浊液，超声分散、搅拌0.5～2小时，混合均匀，用0.1M的氢氧化钠或氢氧化钾溶液调pH值为6.0～7.0，流延涂膜，在真空烘箱低于100℃下挥发溶剂成膜，然后用用0.1M的氢氧化钠或氢氧化钾溶液浸泡5～10小时，蒸馏水洗至中性，得到壳聚糖纳米复合材料膜。

所述的氧化石墨为Hummers法所制备。

所述的壳聚糖为工业级壳聚糖。

步骤(1)所述的溶剂为N，N-二甲基乙酰胺或N，N-二甲基甲酰胺。

步骤(2)所述的溶剂为1v/v％的乙酸溶液或1v/v％硫酸溶液。

所述的氧化石墨的含量为壳聚糖质量的0.1～10％

与现有技术相比，本发明结合了石墨本身的导电性、壳聚糖的良好成膜性、抑菌性和生物降解性，利用溶液插层共混法将壳聚糖和氧化石墨共混流延制备了壳聚糖纳米复合材料膜。本发明的制备方法操作简单而有效，壳聚糖和石墨均为天然原料，资源丰富，对环境无污染，该薄膜成型方便，厚度可控。纳米复合材料膜具有生物降解性、抑菌性、导电性、对环境无污染，力学性能和耐热性好，可广泛应用于生物传感、食品保鲜、包装材料等行业，大大扩大了壳聚糖的应用领域。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

上述壳聚糖纳米复合材料膜的力学性能及导电性能的测试标准见表1。

表1

  性能指标测试标准  拉伸强度(MPa)GB1040-92  断裂伸长率(％)GB1040-92  体积电导率(S/cm)(r.t.)标准四电极法(试样7×3×0.5mm³)

实施例1