一种壳聚糖沉析纤维的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及纤维材料制备应用技术领域，具体为一种壳聚糖沉析纤维的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 壳聚糖又称甲壳素、甲克质、几丁质。它来自天然贝壳、蟹壳、虾壳、鱼骨及昆虫等 动物的客体。当甲壳素脱乙酰度达到55%时，则成为甲壳素最重要的抗菌衍生物壳聚糖。壳 聚糖可应用于农业，营养品和医药及其它领域，其在纺织领域的多种应用也已得到研究。沉 析纤维（fibrid，又称为线条体或浆柏）是一种薄膜状的纤维材料，厚度为一到几个微米， 长度从几十微米到数毫米不等。它是在强烈搅拌的聚合物稀溶液中注入大量凝固剂，或者 是将聚合物溶液以细流的形式注入高速搅拌的凝固浴中沉析而获得的纤维。
[0003] 有关沉析纤维的报道始于上世纪50、60年代，绝大多数主要集中于芳纶沉析纤维 和芳纶纸。另外与芳纶沉析纤维和芳纶纸相关的专利已达数万项，形成了严密的专利群。 中国发明专利"一种间位芳纶纸沉析纤维的生产方法"（CN102660795A)中公开了一种芳纶 沉析纤维的制备方法，其方法主要是将间苯二胺和间苯二甲酰氯在DMAC(N，N-二甲基乙酰 胺）中聚合成PMIA树脂（聚间苯二甲酰间苯二胺树脂）；中和反应产生的氯化氢气体；将 树脂稀释，在母液内分散并沉析成符合制造间位芳纶纸条件的沉析纤维悬浮液。将沉析纤 维悬浮液和去离子水通入洗涤过滤机，除去沉析纤维中包含的溶剂、助剂和水份，得到符合 制造间位芳纶纸条件的沉析纤维。
[0004] 与此形成鲜明对比的是，有关壳聚糖沉析纤维的报道却不多。壳聚糖沉析纤维具 有较好的物理性能和生物医学性能，在生物医用及组织工程材料领域具有良好的应用潜 力。目前，有研究者利用壳聚糖沉析纤维制备得出的敷料海绵，这种敷料海绵具有良好的物 理机械和生物性能，可以应用于不同阶段伤口的治疗，并且其吸湿性能也要好于普通海绵。 另外研究还发现，添加壳聚糖沉析纤维所制得的纸张与传统的纤维素纸具有相似的润湿、 撕裂、折叠以及书写性能，而采用壳聚糖沉析纤维制得的纸张在经过简单的乙醇后处理后， 可获得更好的拉伸和光学性能。
【附图说明】
[0005] 图1为本发明中实施例1~3在光学显微镜下对所得壳聚糖沉析纤维鉴定图。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种壳聚糖沉析纤维的制备方法，进而解决上述【背景技术】 中提出的问题。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种壳聚糖沉析纤维的制备方法，包 括以下步骤：
[0008] 步骤一，将脱乙酰度为90%以上的壳聚糖在浓度为30wt%的双氧水溶液中降解， 制备不同分子量的低分子量壳聚糖，再以醋酸溶解低分子量壳聚糖制备壳聚糖溶液。
[0009] 步骤二，以NaOH水溶液作为壳聚糖沉析纤维的凝固浴。
[0010] 步骤三，凝固浴由循环栗注入一个密闭的带有变速电动机控制的不锈钢刀片的剪 切沉淀装置内，壳聚糖溶液由微量栗从容器侧面注入凝固浴中，沉析纤维在壳聚糖溶液注 入凝固浴的瞬间形成，注射器外的温控装置控制聚合物溶液的温度为25°C~150°C。
[0011] 作为本发明的进一步技术方案：所述的双氧水溶液与壳聚糖的摩尔比为2:1。
[0012] 作为本发明的进一步技术方案：所述的降解条件为：时间2~8h，温度20~80°C; 所述的醋酸质量浓度为1~5%。
[0013] 作为本发明的进一步技术方案：所述的NaOH水溶液的浓度为5wt%~20wt%，所 述的凝固浴注入量是壳聚糖溶液的20~100倍。
[0014] 作为本发明的进一步技术方案：所述的剪切沉淀装置的转速为1000~7000转/ 分钟。
[0015] 作为本发明的进一步技术方案：用于将壳聚糖溶液注入凝固浴的注射器针头内径 为0. 3~1晕米，注射流量为1~10毫升/分钟。
[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：该壳聚糖沉析纤维的制备方法，
[0017] 1)在保持了传统的纤维素纸所具有的润湿，撕裂，折叠以及书写性能外，添加壳聚 糖沉析纤维还可使纸张具有更好的拉伸和光学性能。
[0018] 2)由于壳聚糖沉析纤维良好的生物医学性能，为生物医用及组织工程材料领域提 供了新的基础材料。
[0019] 3)本发明拓展了沉析纤维的应用领域，也为不断寻找沉析纤维更多新的应用方向 的科研人员提供了思路。
[0020] 本发明填补了壳聚糖沉析纤维在专利中的一个空缺。另外，添加壳聚糖沉析纤维 所制得的纸张不仅与传统的纤维素纸具有相似的润湿、撕裂、折叠以及书写性能，其在经过 简单的乙醇后处理后，还可获得更好的拉伸和光学性能。
【具体实施方式】
[0021] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0022] 本发明提供一种技术方案：一种壳聚糖沉析纤维的制备方法，其特征在于：包括 以下步骤：
[0023] 步骤一，将脱乙酰度为90%以上的壳聚糖在浓度为30wt%的双氧水溶液中降解， 制备不同分子量的低分子量壳聚糖，再以醋酸溶解低分子量壳聚糖制备壳聚糖溶液。
[0024] 步骤二，以NaOH水溶液作为壳聚糖沉析纤维的凝固浴。
[0025] 步骤三，凝固浴由循环栗注入一个密闭的带有变速电动机控制的不锈钢刀片的剪 切沉淀装置内，壳聚糖溶液由微量栗从容器侧面注入凝固浴中，沉析纤维在壳聚糖溶液注 入凝固浴的瞬间形成，注射器外的温控装置控制聚合物溶液的温度为25°C~150°C。
[0026] 实施例1 :
[0027] -种壳聚糖沉析纤维的制备方法，具体步骤为：选用脱乙酰度达90%的壳聚糖5g 在浓度为30wt%的双氧水溶液15ml中降解，控制降解的时间为6h和温度为80 °C来制备一 定量的低分子量壳聚糖，再以浓度为5wt%的醋酸溶液100ml溶解制备所得的低分子量壳 聚糖3g制备壳聚糖溶液；以浓度为15wt%的NaOH水溶液作为壳聚糖沉析纤维的凝固浴， 凝固速度取决于NaOH的浓度；凝固浴由循环栗注入一个密闭的带有变速电动机控制的不 锈钢刀片的剪切沉淀装置内，转速6000转/分钟，流量是壳聚糖溶液的50倍。壳聚糖溶液 由微量栗从容器侧面注入凝固浴中，沉析纤维在壳聚糖溶液注入凝固浴的瞬间形成。注射 器外的温控装置控制聚合物溶液的温度为80°C。
[0028] 实施例2 :
[0029] -种壳聚糖沉析纤维的制备方法，具体步骤为：选用脱乙酰度达90%的壳聚糖5g 在浓度为30wt%的双氧水溶液15ml中降解，控制降解的时间为4h和温度为70 °C来制备一 定量的低分子量壳聚糖，再以浓度为4wt%的醋酸溶液100ml溶解制备所得的低分子量壳 聚糖2g制备壳聚糖溶液；以浓度为10wt%的NaOH水溶液作为壳聚糖沉析纤维的凝固浴， 凝固速度取决于NaOH的浓度；凝固浴由循环栗注入一个密闭的带有变速电动机控制的不 锈钢刀片的剪切沉淀装置内，转速5000转/分钟，流量是壳聚糖溶液的50倍。壳聚糖溶液 由微量栗从容器侧面注入凝固浴中，沉析纤维在壳聚糖溶液注入凝固浴的瞬间形成。注射 器外的温控装置控制聚合物溶液的温度为70°C。
[0030] 实施例3 :
[0031] -种壳聚糖沉析纤维的制备方法，具体步骤为：选用脱乙酰度达90%的壳聚糖5g 在浓度为30wt%的双氧水溶液15ml中降解，控制降解的时间为2h和温度为60°C来制备一 定量的低分子量壳聚糖，再以浓度3wt%的醋酸溶液100ml溶解制备所得的低分子量壳聚 糖lg制备壳聚糖溶液；以浓度为l〇wt%的NaOH水溶液作为壳聚糖沉析纤维的凝固浴，凝 固速度取决于NaOH的浓度；凝固浴由循环栗注入一个密闭的带有变速电动机控制的不锈 钢刀片的剪切沉淀装置内，转速4000转/分钟，流量是壳聚糖溶液的50倍。壳聚糖溶液由 微量栗从容器侧面注入凝固浴中，沉析纤维在壳聚糖溶液注入凝固浴的瞬间形成。注射器 外的温控装置控制聚合物溶液的温度为60 °C。
[0032] 实施例四：
[0033] 对实施例1~3所得壳聚糖沉析纤维进行相关的鉴定，其结果如表1所示。
[0034] 表1实施例1-3壳聚糖沉析纤维样品性能
[0035]
[0036] 针对实施例1所制备的沉析纤维，在水中分散均匀后，在抄纸机中抄造成原纸，最 后经过高温压光机在30(TC下热压成形，获得壳聚糖沉析纤维纸，其结果如表2。
[0037] 表2壳聚糖沉析纤维纸性能
[0038]
[0039] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1. 一种壳聚糖沉析纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤一，将脱乙酰度为90%以上的壳聚糖在浓度为30wt%的双氧水溶液中降解，制备 不同分子量的低分子量壳聚糖，再以醋酸溶解低分子量壳聚糖制备壳聚糖溶液； 步骤二，以NaOH水溶液作为壳聚糖沉析纤维的凝固浴； 步骤三，凝固浴由循环栗注入一个密闭的带有变速电动机控制的不锈钢刀片的剪切沉 淀装置内，壳聚糖溶液由微量栗从容器侧面注入凝固浴中，沉析纤维在壳聚糖溶液注入凝 固浴的瞬间形成，注射器外的温控装置控制聚合物溶液的温度为25°C~150°C。2. 根据权利要求1所述的一种壳聚糖沉析纤维的制备方法，其特征在于：所述的双氧 水溶液与壳聚糖的摩尔比为2:1。3. 根据权利要求1所述的一种壳聚糖沉析纤维的制备方法，其特征在于：所述的降解 条件为：时间2~8h，温度20~80°C ;所述的醋酸质量浓度为1~5%。4. 根据权利要求1所述的一种壳聚糖沉析纤维的制备方法，其特征在于：所述的NaOH 水溶液的浓度为5wt%~20wt%，所述的凝固浴注入量是壳聚糖溶液的20~100倍。5. 根据权利要求1所述的一种壳聚糖沉析纤维的制备方法，其特征在于：所述的剪切 沉淀装置的转速为1000~7000转/分钟。6. 根据权利要求1所述的一种壳聚糖沉析纤维的制备方法，其特征在于：用于将壳聚 糖溶液注入凝固浴的注射器针头内径为0. 3~1毫米，注射流量为1~10毫升/分钟。
【专利摘要】本发明涉及一种壳聚糖沉析纤维的制备方法，包括以下步骤：1.将脱乙酰度为90％以上的壳聚糖在浓度为30wt％的双氧水溶液中降解，制备不同分子量的低分子量壳聚糖，再以醋酸溶解低分子量壳聚糖制备壳聚糖溶液；2.以NaOH水溶液作为壳聚糖沉析纤维的凝固浴；3.凝固浴由循环泵注入一个密闭的带有变速电动机控制的不锈钢刀片的剪切沉淀装置内，壳聚糖溶液由微量泵从容器侧面注入凝固浴中，沉析纤维在壳聚糖溶液注入凝固浴的瞬间形成，注射器外的温控装置控制聚合物溶液的温度为25℃～150℃。本发明在保持了传统的纤维素纸所具有的润湿，撕裂，折叠以及书写性能外，添加壳聚糖沉析纤维还可使纸张具有更好的拉伸和光学性能。
【IPC分类】D01F9/00
【公开号】CN105063803
【申请号】CN201510609592
【发明人】姚理荣, 任娟, 李小娟, 徐山青, 刘其霞
【申请人】南通大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年9月22日