[发明专利]一种壳聚糖-聚乙烯醇复合膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种壳聚糖‑聚乙烯醇复合膜及其制备方法与应用，涉及高分子膜材料技术领域，采用酸和复合酶相结合的方法对壳聚糖进行改性，制备的改性壳聚糖乳液粘度适中，然后将改性壳聚糖乳液和PVA溶液在加热的状况进行混合，并添加甘油作为成膜辅助剂，最后通过共混的方法结合刮涂‑恒温恒湿干燥法制备了壳聚糖‑聚乙烯醇复合膜，制备方法简单，壳聚糖‑聚乙烯醇复合膜具体生物可降解性，且降解产物对环境无污染，无毒无害，可用做包装膜，同时也可应用于医学上，做一次性医疗包装用品。

技术领域

本发明涉及高分子膜材料技术领域，具体涉及复合膜技术领域，特别是指一种壳聚糖-聚乙烯醇复合膜及其制备方法与应用。

背景技术

膜技术的开发已经成为近年来研究的热点。膜技术的发展是由1948年AbbleNelkt创造了Osmosis这一词用来描述水通过半透膜的渗透现象，由此便开始了对膜过程的研究。我国在70年代相继开发了电渗析、反渗透、超滤和微滤用膜组件，80年代进入推广应用阶段。膜分离技术是一门新兴的高新技术，近30年来已在工业领域得到广泛应用。并且随着膜科学技术的发展和新型膜材料及制膜技术的不断开拓，壳聚糖作为新型膜材料，成为研究的热点。利用壳聚糖制成的膜广泛应用在医药、食品、化工、环保等领域。

聚乙烯醇(简称PVA)，外观为白色粉末，是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物，性能介于塑料和橡胶之间。PVA溶于水，水温越高则溶解度越大，成膜性PVA易成膜，其膜的机械性能优良，具有强度高、弹性好、耐磨等“坚而韧”的特点。膜的拉伸强度随聚合度、醇解度升高而增强，但几乎不溶于有机溶剂。

在特定的条件下，壳聚糖能发生水解、烷基化、酞基化、梭甲基化、磺化、硝化、卤化、氧化、还原、缩合和络合等化学反应，可生成各种具有不同性能的壳聚糖衍生物，从而扩大了其应用范围。壳聚糖大分子中有活泼的羟基和氨基，它们具有较强的化学反应能力。由壳聚糖浇注成有柔性的透明膜，具有良好的粘附性、通透性及一定的抗拉强度，但发明人在实际的研究过程中发现，由于壳聚糖分子是刚性分子，导致纯壳聚糖膜力学性能较差，脆性较大，不易加工，纯壳聚糖膜无法满足现代生活、生产对膜产品性能强度的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种壳聚糖-聚乙烯醇复合膜及其制备方法与应用，用以克服现有技术中纯壳聚糖膜的全部或者部分不足。

基于上述目的本发明提供的一种壳聚糖-聚乙烯醇复合膜的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：

1)壳聚糖改性：将壳聚糖进行水溶涨，然后加入浓度1-6％的乙酸溶液，搅拌至完全溶解，静止，调节溶液pH至6.5-7，二次静止，然后加热溶液至35-55℃后，加入复合酶溶液振荡反应，最后将溶液进行酶失活处理，得改性壳聚糖乳液；

2)制膜：取聚乙烯醇样品溶于水，再取改性壳聚糖乳液，分别进行搅拌加热，待聚乙烯醇全部溶解后，将两溶液进行混合，同时加入甘油，搅拌混合均匀，将混合液冷却至68-75℃，将混合液浇注在模具中，摊均匀，室温下干燥成膜并冷却，得壳聚糖-聚乙烯醇复合膜。

可选的，所述改性壳聚糖乳液浓度为8-12％。

可选的，所述复合酶是纤维素酶与蛋白酶的混合物，且酶底物比1:10-30。

可选的，所述调节pH使用的溶液是碳酸钠。

可选的，所述酶失活处理是在100℃下煮沸10min。

可选的，所述聚乙烯醇溶液浓度为4-8％，且与改性壳聚糖乳液的质量比为1-3:2-4。

可选的，所述甘油的添加量为2-6wt.％。

可选的，所述搅拌加热的温度为95℃，时长1h。

一种壳聚糖-聚乙烯醇复合膜，采用所述的壳聚糖-聚乙烯醇复合膜的制备方法制备而成。