[发明专利]一种壳聚糖-聚氨酯防雾薄膜的制备方法

说明书

本发明的目的在于提供一种壳聚糖镶嵌到聚氨酯膜上制备超亲水聚氨酯薄膜的方法。本发明的聚酯型水性聚氨酯膜表面嵌入壳聚糖，制备的薄膜表面聚集大量羟基和氨基，这样薄膜既有一定的耐水性、耐溶剂性同时具有亲水特性和自清洁、防污的功能。

技术领域

本发明属于高分子材料的制备领域，具体涉及一种壳聚糖-聚氨酯防雾薄膜的制备方法

背景介绍

壳聚糖是具有多羟基、氨基等亲水基团的化合物，将其与合成高分子聚合物结合，能够大大的扩大高分子材料的应用性能，如防雾、防污、抑菌、自清洁等，尤其在防雾性能方面，有很大的应用前景，因其携带的亲水基团能大大降低膜表面的张力达到超亲水的效果，从而温差存在时水蒸气不能在冷凝析出，起到防雾的效果。壳聚糖在地球上的含量是仅次于纤维素的第二大有机高分子材料，其来源非常广泛，主要存在于甲壳纲动物虾和蟹的甲壳、昆虫的甲壳、真菌的细胞壁和植物的细胞壁中，壳聚糖作为高分子材料不仅绿色环保且价格低廉，在目前和将来都有很大的发展前景；目前有壳聚糖固定在聚丙烯膜上用于包装食品，起抑菌的效果，也有壳聚糖与聚丙烯酰胺自组装制备防雾薄膜等的应用。

聚氨酯树脂具有耐水、耐溶剂、高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料,易于涂膜且性能强，壳聚糖-聚氨酯结合制备的薄膜在充分发挥壳聚糖亲水特性的同时兼具有聚氨酯薄膜的耐水、耐溶剂、强度高和抗撕裂的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种壳聚糖镶嵌到聚氨酯膜上制备超亲水聚氨酯薄膜的方法。本发明的聚酯型水性聚氨酯膜表面嵌入壳聚糖，制备的薄膜表面聚集大量羟基和氨基，这样薄膜既有一定的耐水性、耐溶剂性同时具有亲水特性和自清洁、防污的功能。

本发明的技术方案是：

一种壳聚糖-聚氨酯防雾薄膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)壳聚糖的提取：首先将虾壳、蟹壳的肉质、污物杂质去除，用水洗净，然后干燥；先用强碱浸泡然后用稀酸浸泡除原料中蛋白质、脂肪和无机盐；接下来进行脱色处理，采用高锰酸钾、亚硫酸氢钠进行氧化脱色；最后利用强碱进行脱乙酰基，然后过滤、水洗至中性、干燥得到壳聚糖；

(2)聚氨酯的合成:将一定量的催化剂和二异氰酸酯加入250ml三口烧瓶中将温度升至48-50℃滴加一定量的聚酯二元醇，反应3-4h当NCO达到理论值时结束，得到初聚体。再将初聚体温度控制在78-80℃，加入扩链剂反应2-3小时当NCO达到理论值后降温到60-65℃加入活性封端剂、阻聚剂保温反应3小时，当-NCO红外吸收峰完全消失时终止反应。将反应温度降至35-40℃，加入一定量的中和剂，高速剪切30min，再加入去离子水，剪切乳化30min，即得水性聚氨酯乳液；

(3)制备聚氨酯薄膜：将聚氨酯溶液加入到聚四氟乙烯槽中固化成膜；

(4)壳聚糖固定在聚氨酯上：将PU膜切片一定大小，在异丙醇中超声清洗，再用去离子水清洗干净，30℃真空干燥，然后用氧等粒子体激活膜的表面；然后将膜浸入丁烯醛溶液中半小时，用去离子水冲洗，将膜浸入壳聚糖溶液，并保持温度在4℃以下，保持反应12h，最后用体积分数为1％的冰醋酸溶液清洗壳聚糖固定膜，用NaOH中和，用去离子水冲洗，真空干燥得到壳聚糖改性聚氨酯膜；

步骤(1)中所述强碱为氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)其中的至少一种；

步骤(1)中所述稀酸为盐酸(HCl)、醋酸(HAc)中至少一种；

步骤(2)中所述扩链剂为二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)中的至少一种；

步骤(2)中所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种；