[发明专利]一种高岭土增强的淀粉壳聚糖共混天然高分子膜的制备工艺方法

说明书

本发明涉及一种高岭土增强的淀粉壳聚糖共混天然高分子膜的制备工艺方法，该工艺主要包括以下步骤：淀粉溶液制备：将马铃薯淀粉分散于去离子水中，加热搅拌1个小时至淀粉溶解，壳聚糖溶液制备：将一定质量的壳聚糖粉末溶于醋酸溶液中，使壳聚糖完全溶解，混合溶液制备：将不同比例的淀粉溶液与壳聚糖溶液超声混匀，排净气泡，补强剂和偶联剂的加入：将高岭土与不同比例的氨丙基三乙氧基硅烷混合，超声，并与前述混合溶液超声混匀。本发明的有益效果是：该高岭土增强的淀粉壳聚糖共混天然高分子膜的制备工艺方法，制备工艺简单容易实现；在添加氨丙基三乙氧基硅烷的情况下，高岭土增强的淀粉壳聚糖共混天然高分子膜机械强度、柔韧性和抗水性良好。

技术领域

本发明涉及天然聚合物共混材料以及薄膜材料技术领域，具体为一种高岭土增强的淀粉壳聚糖共混天然高分子膜的制备工艺方法。

背景技术

近年来，以可再生资源为原料的生物基聚合物复合材料引起了学术界和工业界的普遍关注，并己经成为众多科学、研究领域以及各种商业项目的重要内容。生物基材料是指以可再生原料为基础，通过生物转化等手段，获得生物聚合物材料或单体，然后通过进一步聚合制备的高分子材料。如聚乳酸、纤维素塑料、淀粉塑料等。根据近年来生物基复合材料的特点和发展趋势，将生物基复合材料定义为由生物基材料和一种以上其他不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。这种材料具有机械强度大，种类多，分子可设计，柔性，超薄，大面积、低成本制备等特点，必将替代石油资源成为新化工产业的主要原料来源。

淀粉作为一种来源广泛的天然高分子多糖，价格便宜、性质易于掌握、具有很好的生物相容性和降解性，具有良好的发展前景，是近年来环境友好材料研究的热点。但由于淀粉膜难塑化，抗水性差，高脆性，限制了它的广泛应用。

壳聚糖是一种很常见的天然生物多糖，具有生物可降解性和良好的生物相容性。其主要特征为：可以在生物体内被逐渐吸收；安全无毒；在生物体内不会产生溶血效应和致敏反应；能够起到活化生物细胞的作用，并且促进和有利生物体细胞的修复。壳聚糖分子链中糖苷键的断裂可以导致其自然降解。引起壳聚糖降解的主要因素有紫外线照射作用，以及微生物所产生出的壳聚糖酶。壳聚糖初步降解后会首先形成低分子量壳聚糖，随着降解的继续，糖苷键进一步断裂，壳聚糖单元变为营养物质而被生物吸收利用，不会对环境造成不利的影响。壳聚糖本身具有良好的成膜性、通透性以及抗菌性，但作为新型的包装材料也有不足之处：如薄膜脆性较大，机械性能不理想等。

目前最重要的淀粉基高分子共混材料是淀粉聚乳酸共混材料，由于聚乳酸的溶解需要大量的有机溶剂才能实现，淀粉聚乳酸共混材料的制备一般只有通过熔融共混的方式才能完成，该项技术对设备要求较高，并且需要耗费较多的能源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高岭土增强的淀粉壳聚糖共混天然高分子膜的制备工艺方法，以解决上述背景技术中提出的一般的淀粉薄膜材料机械性能差，塑化困难，抗水性极差，在环境中有水存在的情况下会发生溶解，迅速破坏膜材料外形和性能的缺点。本发明通过制备高岭土增强的淀粉壳聚糖共混天然高分子膜，得到的共混天然高分子薄膜的机械强度、柔韧性和抗水性良好，为纯天然聚合物薄膜的制备和应用提供了一种易于实现、成本低廉的新工艺。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高岭土增强的淀粉壳聚糖共混天然高分子膜的制备工艺方法，该工艺包括以下步骤：

a.淀粉水溶液制备：将研磨好的马铃薯淀粉搅拌溶于去离子水中，得到一定浓度的淀粉水悬浮液，然后在水浴中搅拌1个小时，最后将溶液自然冷却至室温；

b.壳聚糖溶液制备：在磁性搅拌器上将一定质量的壳聚糖粉末溶于醋酸溶液中，同时将去离子水滴入，直至溶胶产生，将溶液放入超声机中，使壳聚糖完全溶解，气泡排出；

c.混合溶液的制备：将不同比例的淀粉水溶液与壳聚糖溶液混合，超声混匀，排净气泡；