專利名稱：一種納米級尺寸甲殼質的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種納米尺寸天然高分子化合物甲殼質的制造方法，屬生化領域。甲殼質是一種天然有機的高分子多糖，廣泛分布于甲殼類動物、昆蟲和部份微生物細胞壁中。資源十分豐富，由于此類材料所具有的優(yōu)良生物醫(yī)學特性、環(huán)保治污、超滬膜特性、離子交換特性、可生物降解性、成膜性、吸濕性、防靜電和防塵等諸多優(yōu)異特性而廣泛用于生物醫(yī)學、化學化工、食品工業(yè)、化妝品工業(yè)、輕工業(yè)、農業(yè)和環(huán)保等領域。隨著料學技術的迅速發(fā)展，社會對甲殼質及其衍生物的應用特性提出了更高的要求，而現(xiàn)已報導的甲殼質制造技術只獲得大于0.5微米尺寸的產品。
近代納米技術的開發(fā)和應用，已為材料的超微開發(fā)提供了一個全新的理論、技術和應用基礎。在原子和分子尺寸范圍的納米結構的物質，由于量子效應、物質局域性及巨大的表面和界面效應，已使納米尺寸化的物質，在應用特性方面發(fā)生了巨大變化。本發(fā)明制造的甲殼質，將以其納米結構，展現(xiàn)其生物醫(yī)學、物理學和化學領域的更新和更優(yōu)異的應用特性。
本發(fā)明的納米尺寸甲殼質的合成特征，是利用超聲技術和微乳液技術和溶膠—凝膠技術，并通過以下步驟制造的1、將市售普通級甲殼質在20-25℃、1000-3000轉/min攪拌下，用濃硫酸作強攪溶解、過滬，獲淺棕色透明液，PH值大于1。為A料；2、將水、非離子表面活性劑、K-2助分散劑、濃硫酸和無水乙醇在常溫下溶解成乳濁狀分散液，為B料；在40-100w超聲、1000-3000轉/min強攪拌條件下，將A料滴入B料中，強制分散2小時，獲淡黃色乳濁液為C料。PH值1；3、在50--54℃、40-100W超聲和1000-3000轉/min強攪下，用30％氫氧化鈉溶液，將C料的PH值由1逐步調為6.8-7.0。中和液冷卻后成為菱形和放射形針狀結晶。為D料；4、將D料用微乳液技術作第二次溶解—分散，其特征在于①在1000轉/min強攪和55-60℃條件下，將D料分次加入由磷酸、蒸餾水和非離子表面活性劑組成的分散液中，強制分散溶解。其后，緩慢滴入長鏈脂肪烴(醇)或環(huán)烷烴，在40-100W超聲下強制分散2小時，制成穩(wěn)定的油相；②取磷酸、蒸餾水、K-2助分散劑和非離子表面活性劑，在1000-3000轉/min強攪、40-100W超聲和50-55℃強制分散1小時，制成水相。③油相和水相的微乳液化取一定重量的水相置于裝有迥流冷凝器的反應釜中，在60-62℃、20-100W超聲和1000-3000轉/min攪拌的強制分散下，用1-1.5小時逐步將油相加入其中，進行微乳液化并制得微乳狀的穩(wěn)定流體，PH值大于2。為E料；④在60-62℃、1000-3000轉/min攪拌和40-100W超聲等，強分散狀態(tài)下，用30％氫氧化鈉溶液和E料進行中和反應，獲得肉黃色乳濁液，PH值6.8-7.0。取此產物用10萬倍透射式電子顯微鏡檢測，產物為類球形粒子所連結成的網絡結構，粒子和網絡脈的尺寸在19-50nm(主鏈段)，且97％的粒子或網脈尺寸均在100nm以內；⑤將此具有納米尺寸粒子的乳濁液，在45-50℃下作噴霧干燥，獲淺肉色納米尺寸的甲殼質產品。
實施例1、普通市售甲殼質(片)的酸溶解取40公斤市售普通級甲殼質(片)，加入400公斤硫酸(65％)，在常溫下攪拌溶解40min。隨后，在52-54℃、1000轉/min強攪、80W超聲條件下，逐步補加4公斤非離子表面活性劑(JFC)，繼續(xù)溶解—分散40min，溶解產物為淺棕色透明稀液。PH值大于1，為A料；2、第一分散液的制備取250公斤蒸餾水、5公斤K-2助分散劑、5公斤JFC和10公斤無水乙醇置于配有迥流冷凝器的釜中，強攪40min。隨后，將100公斤硫酸(65％)逐步加入上述物料中并繼續(xù)攪拌1小時，制成乳狀溶液為第一分散液(B料)；3、A料和B料的再反應取200公斤B料放入配有迥流冷凝器的反應釜中，在55-60℃、1000轉/min強攪、80W超聲條件下，用30min將A料逐步加入B料中，A料加完后再繼續(xù)強制分散2小時，獲淡黃色半透明溶液。PH值1左右，為C料；4、C料的中和反應取200公斤C料放入配有迥流冷凝器的反應釜中，在52-55℃、1000轉/min強攪、80W超聲條件下，將218公斤的氫氧化鈉溶液(30％)，用1.5小時逐步滴入C料中，當物料PH值中和至6.8-7.0時，獲乳濁狀溶液。普通生物顯微鏡(1600倍)觀測，產物為菱形和無定形塊狀無色結晶，且晶粒較粗，粒子尺寸般均大于2.0微米(即2000nm以上)。產物冷卻后為無色半透明的菱形和放射形針狀結晶。為D料。
5、D料的微乳液化反應①油相制備取25公斤D料結晶放入配有迥流冷凝器的反應釜中，再加入由490公斤蒸餾水、10公斤磷酸(85％)組成的酸性溶解液中，并在1000轉/min強攪和55-60℃的條件下，強制分散溶解，待晶體全溶后增設80W超聲。在此條件下補加11.5公斤JFC并強制分散1小時。隨后，用30min逐步補加15.8公斤正辛烷。在此條件下反應1.5小時，制成穩(wěn)定的乳狀油相。
②水相制備將26.3公斤JFC、26.3公斤K-2助分散劑和459.3公斤蒸餾水，在室溫下攪拌溶解40min。隨后，逐步加入13.2公斤磷酸(85％)，并在1000轉/min強攪、80W超聲和50-55℃條件下，強制分散1小時，制成乳濁狀的水相。
③油相和水相的微乳液化反應取525公斤水相放入配有迥流冷凝器的反應釜中，在60-62℃、80W超聲、1000轉/min的強攪下，用1.5小時逐步將油相加入水相中，作強制微乳液化反應。待油相加完后，同條件下再攪30min，獲穩(wěn)定的已微乳液化的流體。為E料，PH值大于2。
6、E料的中和反應在5--③相同的條件下，用30％氫氧化鈉溶液對釜內的E料進行中和，物料PH值由2逐漸調為6.8-7.0，反應即告終止。獲淺肉色乳濁液。此液用10萬倍透射式電子顯微鏡檢測，產物呈類球微粒連成的網絡狀結構。粒子和網脈尺寸在19-50nm(主粒段)，97％的粒子或網脈尺寸均小于100nm，為F料。
7、F料的干燥將F料在45--50℃條件下，用噴霧干燥法獲淺肉色粉體，即為納米尺寸甲殼質產品。
權利要求
1.一種制造納米尺寸甲殼質的方法，其特征在于所述的原料組分、含量(重量份數(shù))和制造方法。分述如下原料及配比商品甲殼質(片) 10----500硫酸(60--90％) 80---2000非離子表面活性劑 1---100k--2(助分散劑) 5---50去離子水 100---1750無水乙醇 20---100氫氧化鈉液(30％) 50---600磷酸(80--90％) 2---300長鏈脂肪烴(醇)或環(huán)烷烴 2----50
2.根據(jù)權利要求1所述的非離子表面活性劑為平平加OS--15、JFC或其他脂肪類聚氧乙烯醚；
3.根據(jù)權利要求1所述的K--2助分散劑為合成高分子復合物；
4.根據(jù)權利要求1所述的長鏈脂肪烴(醇)或環(huán)烷烴，為正或異的己烷、壬烷、戍烷、辛烷、庚烷等；
5.根據(jù)權利要求1所述微乳液法的水相分散體系是由水、乙醇、K--2、磷酸和非離子表面活性劑組成。油相分散體系是由水、磷酸、非離子表面活性劑、長鏈烷經和再結晶甲殼質組成；
6.根據(jù)權利要求1所述的超聲波發(fā)生器功率為40、60、80、100W；
7.根據(jù)權利要求1所述的一種納米尺寸甲殼質的制造方法，其特征在于按下述步驟進行第一步，將市售普通級甲殼質(片)10---500份在濃硫酸(60-98％)80--2000份和非離子表面活性劑1--60份置于配有迥流冷凝裝置的反應釜中和40---100W超聲波、1000--3000轉/min強攪和55--58℃條件下溶解1--2小時，獲PH值大于1的淺棕色透明液，為A料；第二步，將水100--1750份、非離表面活性劑2--20份、K--2助分散劑5--40份、硫酸(60--98％)200--2000份和無水乙醇20--100份常溫溶解而成分散液，為B料；第三步，將A料100--500份在55--60℃、40-100W超聲、1000--3000轉/min強攪下，滴入100--1500份B料中，強制分散2小時，獲淡黃色乳濁液，PH值1左右，為C料；第四步，將C料100--500份用30％氫氧化鈉溶液50--600份，在50--54℃、40-100W超聲和1000--3000轉/min強攪的條件下滴加2小時，物料的PH值由1調至6.8-7.0，溶液呈乳濁狀，冷卻后為菱形和放射形針狀結晶。為D料；第五步，將D料用微乳液技術作第二次溶解--分散，其特征在于；①取D料50--1000份，分次加入20--300份磷酸(80-90％)、300-700份蒸餾水和5-100份JFC，在1000-3000轉/min攪拌和55-60℃下，強制分散溶解。其后，緩慢滴入長鏈脂肪烴(醇)或環(huán)烷烴2-50份，并在40-100W超聲、強攪2小時，制成穩(wěn)定油相。②取2-100份磷酸(85-90％)、蒸餾水200-500份、K-2助分散劑5-50份、JFC 5-50份，在1000-3000轉/min攪拌、40-100W和50--55℃條件下，強制分散1小時制成水相。③油相和水相的微乳液化；取50-1000份水相置于裝有迥流冷凝器的反應釜中，在60-62℃、40-100w超聲、1000-3000轉/min的強制分散下，用1-1.5小時將30-1500份油相，逐步滴入水相中，進行強制微乳液化反應，制得微乳液化的穩(wěn)力流體。流體PH值大于2，為E料。第六步，將100-1000份E料，在60-62℃、40-100W、1000-3000轉/min的強攪條件下，用30％氫氧化鈉液逐步中和，物料PH值由2變?yōu)?.8-7.0，獲淺肉色乳濁液。此乳濁液用10萬倍透射式電子顯微鏡撿測，產物為類球微粒連成的網絡狀結構。粒子和網脈尺寸在19-50nm(主粒段)，95％的粒子或網脈尺寸均小于100nm。為F料。第七步，將F料在50℃條件下，用噴霧干燥法獲淺肉色粉體，即為納米尺寸甲殼質產品。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造納米級尺寸甲殼質的方法。甲殼質是自然界唯一存在的帶正電荷的天然高分子材料,由于具有諸多優(yōu)異特性,而廣泛用于生物醫(yī)學、化學工業(yè)、食品工業(yè)、化妝品工業(yè)、輕工業(yè)、現(xiàn)代農業(yè)和環(huán)保領域等。納米技術的應用,將為傳統(tǒng)材料或產品造就一個全新的理論、技術和應用性能。本發(fā)明的特征是應用超聲技術、反相微乳液技術、溶膠－凝膠技術等,合成出了具有納米結構的甲殼質。經10萬倍透射式電子顯微鏡檢測,產物為類球粒子連結而成的網絡,粒子和網絡脈的尺寸主要在19—50nm間,而97%以上的粒子和網脈均在100nm尺寸以內。產物具有良好的生物親和性、網絡結構、抑菌能力和穩(wěn)定性。
文檔編號C08B37/00GK1385445SQ02113718
公開日2002年12月18日 申請日期2002年5月10日 優(yōu)先權日2002年5月10日
發(fā)明者龔正烈 申請人:廣漢恒宇皮革助劑有限公司