[发明专利]水溶性壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物包装材料，特别是一种水溶性壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜的制备方法。

背景技术

壳聚糖(chitosan，(1，4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖)是甲壳素的脱乙酰化产物，因其具有良好的生物相容性、生物降解性、抑菌性、成膜性且无毒，因而广泛应用于环保、医药、化工、食品等领域。但是壳聚糖仅溶解于某些稀酸溶液，不溶于水及普通的有机溶剂，这就大大限制了它的应用。壳聚糖分子上有羟基、氨基等可反应性基团，可以利用降解、化学改性等方法改善其溶解性能，增加其水溶性，制备水溶性壳聚糖。水溶性壳聚糖通常分为三类：(1)控制甲壳素的脱乙酰度，得到较高分子量的水溶性壳聚糖；(2)在壳聚糖分子链上引入亲水性基团，得到不同结构的水溶性壳聚糖；(3)壳聚糖在适当条件下解聚得到分子量较低的水溶性壳聚糖。由水溶性壳聚糖制备的薄膜加工成包装材料具有优异的生物相容性、生物降解性，且透气性能良好，但是机械性能差。

聚乙烯醇(简称PVA)是由醋酸乙烯聚合为聚醋酸乙烯，再进行醇解而得到的合成高分子，具有良好的成膜性。聚乙烯醇薄膜的机械性能优良，且具有优异的水溶性、耐有机溶剂性、抗静电性、透明性及气体阻隔性，在包装材料领域有重要应用。

现行的包装材料消耗大量资源，污染严重，不利于环保，因而生物包装材料的研究日益受到重视。目前关于水溶性壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜应用于生物包装材料的报道比较少。

发明内容

针对上述单一成分制备包装材料的不足，本发明的目的在于提供一种可应用于生物包装材料的制备方便、兼具两种成分优点的水溶性壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜及其制备方法。

本发明提供的水溶性壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜的制备方法包括以下步骤：

(1)将水溶性壳聚糖加入去离子水中，室温搅拌至完全溶解；

(2)将聚乙烯醇加入去离子水中，机械搅拌升温至80-95℃至完全溶解；

(3)将步骤(1)与(2)的溶液于80-95℃混合，机械搅拌使其分散均匀，将溶液倾注于培养皿、平板玻璃或硬质塑料上流延成膜。

(4)室温下挥发掉溶剂，浸于交联剂溶液中交联40-60min，剥离，自然晾干或烘干，得到水溶性壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜。

本发明提供的水溶性壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜的制备方法中各原料的重量比为：水溶性壳聚糖1-4％，聚乙烯醇10-40％，交联剂3-8％，余量为去离子水。

所述水溶性壳聚糖为壳聚糖季铵盐(壳聚糖有机酸盐、N，N，N三甲基铵盐壳聚糖)、羧甲基壳聚糖、N-酰化壳聚糖(马来酰化壳聚糖、N-乙酰化壳聚糖)。

所述聚乙烯醇的醇解度为大于80％，聚合度为500-2000，具体可为PVA-0588，PVA-1788，PVA-1792，PVA-1799。

所述交联剂为戊二醛、硼砂、环氧氯丙烷、乙二醛、三聚磷酸钠中的一种或几种。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明制备的壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜具有良好的抑菌性、生物相容性、生物降解性，且具有特殊的气体阻隔性，优异的机械性能，兼具壳聚糖及聚乙烯醇的优点。通过调整交联剂的种类及用量，还可以得到不同机械性能的复合薄膜。另外，生产成本低，制备工艺简单，生产效率高，环境友好。

说明书附图

图1为实施例1中制备的水溶性壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜的表面形态扫描电镜图。

具体实施方式

实施例1

原料及其重量比为：水溶性壳聚糖为N-马来酰化壳聚糖1％，聚乙烯醇为PVA-058830％，交联剂为戊二醛7％。

将N-马来酰化壳聚糖加入去离子水中，室温下搅拌溶解；将PVA-0588加入去离子水中，边搅拌边升温至80-95℃溶解；将壳聚糖溶液加入聚乙烯醇溶液中，80-95℃搅拌使其分散均匀后，倾注于平板玻璃上流延成膜。室温下挥发掉溶剂，浸入戊二醛溶液中交联40-60min，剥离，自然晾干或烘干，得到水溶性壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜。

实施例2

原料及其重量比为：水溶性壳聚糖为羧甲基壳聚糖2％，聚乙烯醇PVA-1788为10％，交联剂为戊二醛3％，硼砂2％。