一种改性海洋生物质材料制备工艺的制作方法

1.本发明涉及改性海洋生物质材料的制备技术领域，具体属于一种改性海洋生物质材料制备工艺。


背景技术：

2.甲壳素、壳聚糖、纤维素等海洋生物质材料具有清洁环保、成本低廉、可海水降解等优点，可快速规模化替代不可降解塑料产品，用于海水可降解的仿生海钓鱼饵，高透明度、高坚韧度、强耐磨性海水可降解的渔网，海洋水文水质气象自动观测站用海洋浮标壳体等产品，形成海洋资源的特色产业。而由于甲壳素、壳聚糖、纤维素具有难溶于水的特点，因此，现有技术通过对甲壳素、壳聚糖、纤维素进行化学改性，实现了提高其溶解度的目的，但现有技术的化学改性导致了改性后的材料具有生物降解困难的问题，因此，需要一种新的改性方法制备改性海洋生物质材料，提高其溶解度和溶液的稳定性，同时利于生物降解。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种改性海洋生物质材料制备工艺，克服了现有技术的不足。
4.为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
5.一种改性海洋生物质材料制备工艺，包括以下步骤：
6.s1，将高分子壳聚糖使用强碱溶液进行脱乙酰处理，得到脱乙酰壳聚糖；
7.s2，按重量份将10份脱乙酰壳聚糖溶于10-15份含月桂氨基丙酸钠10-15wt％的水溶液中，然后加入0.15-0.20份醋酸铕、0.03-0.05份乙酸钴搅拌溶解，加热至80-90℃，密闭保温反应10-15h，得到产物溶液，通过减压蒸馏，将产物溶液内的溶剂蒸干，得到改性海洋生物质材料。
8.进一步，脱乙酰处理方法为：将高分子壳聚糖溶于2-5wt％的醋酸水溶液内，形成高分子壳聚糖饱和溶液，然后向高分子壳聚糖饱和溶液内搅拌加入强碱溶液，至ph＝11-12，然后密闭保温反应20-24h；反应结束后，用稀酸中和至ph＝7-8，减压蒸馏至出现大量絮状沉淀，过滤，洗涤数次后，干燥，得到脱乙酰壳聚糖。
9.进一步，洗涤方法为：加水稀释，减压蒸馏至出现大量絮状沉淀，然后过滤。
10.进一步，所述强碱溶液为含碱源30-50wt％、氯化锂1-2wt％的水溶液。
11.进一步，所述的碱源为氢氧化钠或氢氧化钾。
12.本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
13.本发明通过使用电负性较强的锂离子辅助强碱进行脱乙酰，使脱乙酰形成的氨基和含氧官能团能够与锂离子形成配合键，使脱乙酰过程中暴露的官能团能够得到保留，避免了脱乙酰过程中氨基和含氧官能团的缩合，从而提高了脱乙酰壳聚糖的官能团数量；由于脱乙酰壳聚糖官能团数量的增加，使得脱乙酰壳聚糖和月桂氨基丙酸钠内的官能团与铕离子、钴离子络合，从而形成了以配位键和氢键为主的改性海洋生物质材料，且该改性海洋
生物质材料具有溶解速度快，粘度和常温稳定性好的优点，同时该改性海洋生物质材料内的分子之间为配位键和氢键，从而使其应用于复合材料的加工后，可生物降解。
具体实施方式
14.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他实施例，都属于本发明保护的范围。
15.实施例1
16.将高分子壳聚糖溶于2wt％的醋酸水溶液内，形成高分子壳聚糖饱和溶液，然后向高分子壳聚糖饱和溶液内搅拌加入强碱溶液，强碱溶液为含氢氧化钠30wt％、氯化锂1wt％的水溶液，至ph＝11，然后密闭保温反应20h；反应结束后，用稀酸中和至ph＝7，减压蒸馏至出现大量絮状沉淀，过滤，洗涤数次后，干燥，得到脱乙酰壳聚糖，洗涤方法为：加水稀释，减压蒸馏至出现大量絮状沉淀，然后过滤。
17.将10kg脱乙酰壳聚糖溶于10kg含月桂氨基丙酸钠10wt％的水溶液中，然后加入0.15kg醋酸铕、0.03kg乙酸钴搅拌溶解，加热至80℃，密闭保温反应10h，得到产物溶液，通过减压蒸馏，将产物溶液内的溶剂蒸干，得到改性海洋生物质材料，该改性海洋生物质材料在25℃的水中的溶解度为61.6，水溶液粘度：901pa
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s，静置72h后测试表层溶液粘度为897pa
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s；30g该改性海洋生物质材料在100g 25℃的水中溶解时间为19min。
18.实施例2
19.将高分子壳聚糖溶于5wt％的醋酸水溶液内，形成高分子壳聚糖饱和溶液，然后向高分子壳聚糖饱和溶液内搅拌加入强碱溶液，强碱溶液为含氢氧化钾50wt％、氯化锂2wt％的水溶液，至ph＝12，然后密闭保温反应24h；反应结束后，用稀酸中和至ph＝8，减压蒸馏至出现大量絮状沉淀，过滤，洗涤数次后，干燥，得到脱乙酰壳聚糖，洗涤方法为：加水稀释，减压蒸馏至出现大量絮状沉淀，然后过滤。
20.将10kg脱乙酰壳聚糖溶于15kg含月桂氨基丙酸钠15wt％的水溶液中，然后加入0.20kg醋酸铕、0.05kg乙酸钴搅拌溶解，加热至90℃，密闭保温反应15h，得到产物溶液，通过减压蒸馏，将产物溶液内的溶剂蒸干，得到改性海洋生物质材料，该改性海洋生物质材料在25℃的水中的溶解度为62.2，水溶液粘度：792pa
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s，静置72h后测试表层溶液粘度为790pa
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s；30g该改性海洋生物质材料在100g 25℃的水中溶解时间为18min。
21.实施例3
22.将高分子壳聚糖溶于4wt％的醋酸水溶液内，形成高分子壳聚糖饱和溶液，然后向高分子壳聚糖饱和溶液内搅拌加入强碱溶液，强碱溶液为含氢氧化钠40wt％、氯化锂1.5wt％的水溶液，至ph＝12，然后密闭保温反应20h；反应结束后，用稀酸中和至ph＝7，减压蒸馏至出现大量絮状沉淀，过滤，洗涤数次后，干燥，得到脱乙酰壳聚糖，洗涤方法为：加水稀释，减压蒸馏至出现大量絮状沉淀，然后过滤。
23.将10kg脱乙酰壳聚糖溶于15kg含月桂氨基丙酸钠12wt％的水溶液中，然后加入0.18kg醋酸铕、0.04kg乙酸钴搅拌溶解，加热至85℃，密闭保温反应12h，得到产物溶液，通过减压蒸馏，将产物溶液内的溶剂蒸干，得到改性海洋生物质材料，该改性海洋生物质材料
在25℃的水中的溶解度为63.1，水溶液粘度：831pa
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s，静置72h后测试表层溶液粘度为826pa
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s；30g该改性海洋生物质材料在100g 25℃的水中溶解时间为16min。
24.对比例1
25.与实施例3的区别在于，强碱溶液内氯化锂的加入量为0，得到改性海洋生物质材料，该改性海洋生物质材料在25℃的水中的溶解度为47.6，水溶液粘度：1406pa
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s，静置72h后测试表层溶液粘度为1392pa
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s；30g该改性海洋生物质材料在100g 25℃的水中溶解时间为23min。
26.对比例2
27.与实施例3的区别在于，醋酸铕的加入量为0，得到改性海洋生物质材料，该改性海洋生物质材料在25℃的水中的溶解度为49.8，水溶液粘度：654pa
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s静置72h后测试表层溶液粘度为609pa
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s；30g该改性海洋生物质材料在100g 25℃的水中溶解时间为21min。
28.对比例3
29.与实施例3的区别在于，乙酸钴的加入量为0，得到改性海洋生物质材料，该改性海洋生物质材料在25℃的水中的溶解度为50.4，水溶液粘度：712pa
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s，静置72h后测试表层溶液粘度为685pa
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s；30g该改性海洋生物质材料在100g 25℃的水中溶解时间为20min。
30.由以上的实施例和对比例可以明显看出，本发明的制备工艺有效的提高了改性后的壳聚糖的溶解度和溶解速度，且形成的溶液的稳定性好。
31.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。