专利名称：一种溶解甲壳素的溶剂及用其溶解甲壳素的方法
技术领域：
本发明涉及一种溶解甲壳素的溶剂及其溶解甲壳素的方法，属于天然高分子 领域。
技术背景甲壳素资源丰富，广泛存在于节足动物类的翅膀或外壳及真菌和藻类的细胞壁中，每年生物合成量约为ioo多亿吨，是地球上仅次于纤维素的第二大可再生资源。甲壳素具有生物相容性、环境友好性、可生物降解性、止血活性、抗菌性 以及加速伤口愈合能力，可以作为螯合剂、水处理剂、药物缓释剂、生物可降解 压力敏感性粘带、伤口促愈剂等。甲壳素这一具有独特性能的生物材料越来越引 起人们的重视。但是由于甲壳素分子内、分子间存在强烈的氢键作用，使其溶解 性受到很大的影响，所以甲壳素不溶于水、 一般有机溶剂和低浓度的酸碱。甲壳 素溶解性能的局限性在很大程度上限制了它的进一步研究与应用，特别是限制了 其在生物医药方面的研究与应用。为了研究甲壳素的溶解性，研究者们对甲壳素进行了大量的试验，其溶剂主要有氯乙醇/无机酸体系；LiCl/DMF; LiCl/DMAc; LiCl/NMP;浓的强酸；40%NaOH。然而这些溶剂存在毒性大、污染重、成本高、 降解强的不足。因此甲壳素新溶剂的开发是其进一步研究与应用的基础和关键， 有利于甲壳素溶剂法纺丝的研究，有利于甲壳素改性及作为功能材料的丌发与利 用。发明内容本发明目的在于克服现有甲壳素溶剂毒性大、污染重、成本高、降解强的不 足，提供一种环境友好性的溶解甲壳素的溶剂及用其溶解甲壳素的方法，用该溶 剂在水相中溶解甲壳素，溶解效果好，且对甲壳素的结构影响小，溶解的甲壳素 溶液稳定性强。本发明提供溶解甲壳素的溶剂，由NaOH和CO(NH2)2的水溶液组成，该溶剂 中NaOH的质量百分比浓度为6 12 wty。，C0(NH2)2的质量百分比浓度为2 8 wt%。 所用NaOH和C0(NH2)2均为分析纯。使用上述溶剂溶解甲壳素的具体步骤为先将甲壳素粉碎过40 80目筛，分散于预冷至一1 5。C的含6 12 wt%NaOH和2 8 wt。/。C0(NH2)2的水溶液，浸润 直至甲壳素表面无气泡产生。于-22 -16'C下冷冻直至甲壳素悬浮液凝固，在 0 1(TC下搅拌制得透明的甲壳素溶液。甲壳素来源于虾壳或蟹壳，乙酰度大于 0.8，粘均分子量为0.3X106 1.9X106。制得的甲壳素溶液中甲壳素的含量为 0. 5 2 wt%; NaOH的含量为5 9 wt%; C0(NH》2的含量为1 6 wt%。本溶剂可用于工业上溶解甲壳素，制备各种适于用作医用材料的甲壳素纤 维、膜、凝胶等材料；也可以用于实验室进行甲壳素分子参数测定、分子设计及 溶液性质研究。与现有溶解甲壳素的技术相比，本发明具有以下突出特点本发明的溶剂水相中溶解甲壳素，溶解性好，溶液稳定性强，对甲壳素的结 构影响小。用本发明所述方法溶解含有甲壳素的虾壳或蟹壳，适用于工业上生产 甲壳素纤维、膜、伤口敷料等，特别适用于甲壳素在医用材料方面的应用。本发明溶解的甲壳素来源于虾壳或蟹壳，来源广，成本低。且溶剂为NaOH、 CO(NH2)2和水，价格便宜，来源广泛。用本发明提供的溶剂溶解甲壳素操作简单、溶解环境友好，适于工业化生产。
具体实施方式
将NaOH和CO (NH2) 2溶于水制得NaOH的质量百分比浓度为6 12 wt% ， CO (NH2) 2 的质量百分比浓度为2 8 wty。水溶液，即为溶解甲壳素的溶剂。 实施例1以98克含6 wt%NaOH和8 wt%C0(NH2) 2的水溶液为溶剂，将来源于蟹壳的甲 壳素粉碎过80目筛，取2克甲壳素分散于预冷至2t:溶剂中，浸润10分钟。于 -22。C下冷冻12小时，在5。C下搅拌制得透明的甲壳素溶液。所用的甲壳素的乙 酰度大于0.9，粘均分子量为1.0X106;所用NaOH和C0(NH》2均为分析纯。制 得的甲壳素溶液中甲壳素的含量为2 wt %; NaOH的含量为5 wt%， C0(NH》2的含 量为6 wt%。 .实施例2以98克含10 wt%NaOH和2 wt。/。C0(NH2)a的水溶液为溶剂，将来源于虾壳的 甲壳素粉碎过60目筛，取2克甲壳素分散于预冷至2t)的溶剂中，浸润5分钟。 于-18'C下冷冻12小时，在5'C下搅拌制得透明的甲壳素溶液。所用的甲壳素的乙酰度大于0.9，粘均分子量为0.5X10、所用NaOH和C0(NH2)2均为分析纯。 制得的甲壳素溶液中甲壳素的质量百分比浓度为2 wt %; NaOH的质量百分比浓 度为8wt呢，C0(NH2)2的质量百分比浓度为1 wt%。 实施例3以98克含8 wt%NaOH和4 wt%C0(NH2)2的水溶液为溶剂，将来源于蟹壳的甲 壳素粉碎过40目筛，取2克甲壳素分散于预冷至2。C的溶剂中，浸润10分钟。 于-2(TC下冷冻12小时，在5T:下搅拌制得透明的甲壳素溶液。所用的甲壳素的 乙酰度大于0.9，粘均分子量为1.5X106;所用NaOH和CO(NH2)2均为分析纯。 制得的甲壳素溶液中甲壳素的质量百分比浓度量为2wty。； NaOH的质量百分比浓 度为6 wt%， C0(NH,2)2的质量百分比浓度为3 wt%。实施例4以99克含8 w價aOH和4 wt%CO(NH2) 2的水溶液为溶剂,，将来源于虾壳的 甲壳素粉碎过40目筛，取1克甲壳素分散于预冷至2'C的溶剂中，浸润10分钟。 于-20。C下冷冻12小时，在5。C下搅拌制得透明的甲壳素溶液。所用甲壳素的乙 酰度大于0.9，粘均分子量为0.5X106;所用NaOH和C0(NH》2均为分析纯。制 得的甲壳素溶液中甲壳素的质量百分比浓度为lwt%; NaOH的质量百分比浓度为 7 wt%, C0(NH2)2的质量百分比浓度为3 wt%。
权利要求
1. 一种溶解甲壳素的溶剂，由NaOH和CO(NH2)2的水溶液组成，其特征在于该溶剂中NaOH的质量百分比浓度为6～12wt％，CO(NH2)2的质量百分比浓度为2～8wt％。
2. 根据权利要求1所述溶解甲壳素的溶剂，其特征在于所用NaOH和CO(NH2)2 均为分析纯。
3. —种用权利要求1所述溶剂溶解甲壳素的方法，其特征在于先将甲壳素粉 碎过40 80目筛，然后分散于预冷至—1 5。C的含6 12 wt%NaOH禾卩2 8 wt。/。C0(NH2)2的水溶液中，浸润直至甲壳素表面无气泡产生，然后于-22 -16。C 下冷冻直至甲壳素悬浮液凝固，最后在0 1(TC下搅拌制得透明的甲壳素溶 液。
4. 根据权利要求3所述溶解甲壳素的方法，其特征在于制得的甲壳素溶液中甲壳素的含量为0. 5 2 wt%， NaOH的含量为5 9 wt%， C0(NH》2的含量为1 6 wt%。
5. 根据权利要求3所述溶解甲壳素的方法，其特征在于所用甲壳素的乙酰度大于O. 8，粘均分子量为0. 3X106 L9X106。
6. 根据权利要求3所述溶解甲壳素的方法，其特征在于所用NaOH和CO(NH2)2 均为分析纯。
全文摘要
本发明公开了一种溶解甲壳素的溶剂及其用途，该溶剂由NaOH和CO(NH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>的水溶液组成，其中NaOH的质量百分比浓度为6～12wt％，CO(NH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>的质量百分比浓度为2～8wt％。用本溶剂溶解甲壳素，首先将甲壳素粉碎过40～80目筛，然后分散于预冷至-1～5℃的含6～12wt％NaOH和2～8wt％CO(NH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>的水溶液中，浸润直至甲壳素表面无气泡产生，然后于-22～-16℃下冷冻直至甲壳素悬浮液凝固，最后在0～10℃下搅拌制得透明的甲壳素溶液。溶剂为NaOH、CO(NH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>和水，价格便宜，来源广泛。溶解甲壳素的操作简单、溶解环境友好，适于工业化生产。
文档编号C08L5/08GK101270191SQ20081004767
公开日2008年9月24日 申请日期2008年5月12日 优先权日2008年5月12日
发明者杜予民, 群 王, 胡先文 申请人:武汉大学