一種可生物降解高分子多孔復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可生物降解高分子多孔復(fù)合材料及其制備方法，該復(fù)合材料是多孔水溶液體系進(jìn)行物理交聯(lián)凝膠化制得；其中，多孔水溶液體系按質(zhì)量份數(shù)由10～20份聚乙烯醇水溶液、10～20份的水性天然高分子水溶液、0.5～10份的微生物、0.01～10份的營養(yǎng)液與0.05～5份的pH調(diào)節(jié)劑制得；聚乙烯醇水溶液由0.1～20份的聚乙烯醇加入10～1000份的去離子水中制得；水性天然高分子水溶液由0.1～4份的水性天然高分子加入10～1000份的去離子水中制得。本發(fā)明利用天然高分子材料與合成高分子的相互協(xié)同作用共混復(fù)合形成發(fā)泡基體，以微生物為致孔源制備天然環(huán)保多孔復(fù)合材料，原料具有來源廣、經(jīng)濟(jì)易得，制備的復(fù)合材料具有可生物降解、無毒無害的特點(diǎn)。
【專利說明】一種可生物降解高分子多孔復(fù)合材料及其制備方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于多孔復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可生物降解高分子多孔復(fù)合材 料及其制備方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 傳統(tǒng)的多孔高分子材料在制備過程中因引入發(fā)泡劑、交聯(lián)固化劑等化學(xué)制劑對材 料本身造成了污染，限制了其在生物醫(yī)藥及食品包裝領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。中國專利 CN102702559A公開了一種利用微生物發(fā)酵制備超多孔水凝膠的方法，通過引入化學(xué)交聯(lián)劑 進(jìn)行單體聚合交聯(lián)反應(yīng)形成凝膠。這些方法避免了生孔劑、發(fā)泡劑等化學(xué)制劑的使用。中國 專利CN10492726公開了一種多孔水凝膠的制備方法是將多孔支架浸入聚乙烯吡咯烷酮與 羧甲基纖維素鈉以及海藻酸鈉的多孔凝膠的料液中，采用輻射交聯(lián)的方式制得多孔水凝 膠，避免了化學(xué)交聯(lián)劑對材料的污染。
[0003] 然而，不可生物降解的多孔材料也對環(huán)境造成了一定負(fù)擔(dān)，形成了新的污染源。為 了克服多孔材料在制備過程中使用發(fā)泡劑、生孔劑、化學(xué)交聯(lián)劑以及材料不可生物降解方 面的缺陷，因此，生產(chǎn)環(huán)保高分子多孔復(fù)合材料具有重要意義。微生物致孔是借鑒酵母發(fā)酵 制備面包的原理，利用微生物新陳代謝產(chǎn)生氣體致孔，具有無毒環(huán)保的特點(diǎn)。此外，由于微 生物的組成成分中含有氨基等堿性基團(tuán)，易與羧基等酸性基團(tuán)之間發(fā)生靜電作用而殘留在 聚合物復(fù)合體系中，成為土壤中微生物的營養(yǎng)源，促進(jìn)了材料的可生物降解性。
[0004] 天然高分子如纖維素類、甲殼素、海藻酸鈉、透明質(zhì)酸等原料來源廣泛、可生物降 解，大多含有羥基、羧基等親水性基團(tuán)，易分散在水中形成有利于微生物生長繁殖的發(fā)泡基 體。但單獨(dú)使用時(shí)不易形成凝膠，難以將氣泡固定成型，且力學(xué)性能和機(jī)械強(qiáng)度性能有待加 強(qiáng)。化學(xué)合成高分子降解材料由于分子量可控性，在水中易形成大分子網(wǎng)絡(luò)膠體，易與天然 高分子共混形成環(huán)境友好型高分子復(fù)合凝膠，避免了制備過程使用發(fā)泡劑、交聯(lián)劑等化學(xué) 制劑造成的污染問題，提高了材料的強(qiáng)度以及氣泡穩(wěn)定性，且為制備多孔發(fā)泡材料提供了 很好的發(fā)泡基體。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種可生物降解高分子多孔復(fù) 合材料及其制備方法，利用天然高分子材料與合成高分子的相互協(xié)同作用共混復(fù)合形成發(fā) 泡基體，以微生物為致孔源制備天然環(huán)保多孔復(fù)合材料，原料具有來源廣、經(jīng)濟(jì)易得，制備 的復(fù)合材料具有可生物降解、無毒無害的特點(diǎn)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0007] -種可生物降解高分子多孔復(fù)合材料，該復(fù)合材料是多孔水溶液體系進(jìn)行物理交 聯(lián)凝膠化制得;其中，多孔水溶液體系按質(zhì)量份數(shù)由以下原料制得:10~20份聚乙烯醇水溶 液、10~20份的水性天然高分子水溶液、0.5~10份的微生物、0.01~10份的營養(yǎng)液與0.05 ~5份的pH調(diào)節(jié)劑;聚乙烯醇水溶液由0.1~20份的聚乙烯醇加入10~1000份的去離子水中 制得;水性天然高分子水溶液由0.1~4份的水性天然高分子加入10~1000份的去離子水中 制得。
[0008] 所述的復(fù)合材料具有相互貫通的孔結(jié)構(gòu)，孔徑為10~500μπι，孔隙率為70~95%， 在0.5~60min內(nèi)達(dá)到吸水溶脹平衡。
[0009] 所述的水性天然高分子為環(huán)糊精、聚陰離子纖維素、羥丙基纖維素、羧甲基纖維 素、淀粉、羥乙基纖維素、水溶性甲殼素、海藻酸鈉、透明質(zhì)酸、木質(zhì)素磺酸鹽、瓊脂糖、膠原 蛋白中的一種或多種的混合物。
[0010] 所述的微生物為鮮酵母、即發(fā)酵母或干性酵母。
[0011]所述的營養(yǎng)劑為葡萄糖、小麥淀粉、馬鈴薯淀粉、紅薯淀粉、牛肉膏、豆芽浸出液、 蛋白胨、果汁、氨基酸中的任意一種或多種的混合物。
[0012] 所述的pH調(diào)節(jié)劑為檸檬酸、檸檬酸鉀、乳酸、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸鈉、碳酸鈉、碳 酸鉀、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、碳酸氫鈉、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀中的一種或兩種組成的 緩沖對溶液。
[0013] -種可生物降解高分子多孔復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0014] 1)按質(zhì)量份數(shù)將0.1~20份的聚乙烯醇加入10~1000份的去離子水中，在80°C~ 120°C下攪拌使其完全溶解，得到基體A，冷卻至室溫備用;將質(zhì)量份數(shù)為0.1~4份的水性天 然高分子加入1 〇~1 〇〇〇份的去離子水中，在1 〇 °C~100 °C下攪拌攪拌使其完全溶解，得到基 體B，冷卻至室溫備用；
[0015] 2)按質(zhì)量份數(shù)將10~20份基體A、10~20份的基體B、0.5~10份的微生物、0.01~ 1 〇份的營養(yǎng)液與〇. 〇 5~5份的pH調(diào)節(jié)劑混合，在2 5 °C~40 °C攪拌均勻，將混合液倒入模具 中，置于恒溫培養(yǎng)箱發(fā)泡得到多孔發(fā)泡基體C;
[0016] 3)將多孔發(fā)泡基體C置于-50°C~50°C的環(huán)境中進(jìn)行物理交聯(lián)凝膠化成型多次，得 到多孔凝膠D;
[0017] 4)多孔凝膠D解凍后置于去離子水中，磁力攪拌透析以除去未交聯(lián)的小分子以及 未固定在基體上的微生物，將透析后的D進(jìn)行冷凍干燥，即得到可生物降解高分子多孔復(fù)合 材料。
[0018] 步驟2)中，攪拌速度為50~500r/min，時(shí)間1~12小時(shí)。
[0019]所述的物理交聯(lián)凝膠化成型為冷凍-解凍、機(jī)械攪拌、紫外光照、加熱、微波輻射中 的一種或多種的結(jié)合。
[0020]所述的磁力攪拌透析時(shí)間為2天。
[0021 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0022] 本發(fā)明的復(fù)合材料以天然高分子材料和合成高分子為原料，通過引入微生物增加 材料的可生物降解性，制備可生物降解高分子多孔復(fù)合材料，充分結(jié)合了可生物降解材料 與微生物發(fā)泡方法的優(yōu)點(diǎn)，制備可生物降解高分子多孔復(fù)合材料，可以實(shí)現(xiàn)材料的循環(huán)利 用，無污染環(huán)境。制備得到的多孔材料具有相互貫通的孔結(jié)構(gòu)，其孔徑范圍為10~500μπι，孔 隙率為70~95%，可在0.5~60min內(nèi)達(dá)到吸水溶脹平衡，吸水性良好，具有成本低、可生物 降解的特點(diǎn)。
[0023] 本發(fā)明的制備方法由于本發(fā)明采用微生物為發(fā)泡劑，可生物降解高分子為發(fā)泡基 材，以水為溶劑制備多孔材料，利用天然高分子材料與合成高分子的相互協(xié)同作用以微生 物為致孔源共混復(fù)合形成多孔發(fā)泡基體，再通過物理交聯(lián)凝膠化成型制得多孔凝膠，進(jìn)而 形成穩(wěn)定的相互貫通的孔結(jié)構(gòu)，再通過磁力攪拌透析除去未交聯(lián)的小分子以及未固定在基 體上的微生物，冷凍干燥得到多孔復(fù)合材料。整個(gè)過程操作簡單、無污染、無毒害，且反應(yīng)能 耗低。其中以微生物為致孔源制備天然環(huán)保多孔復(fù)合材料，原料具有來源廣、經(jīng)濟(jì)易得，制 備的復(fù)合材料具有可生物降解、無毒無害的特點(diǎn)。 【【附圖說明】】
[0024] 圖1為實(shí)施例1的高分子多孔復(fù)合材料的SEM圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0025] 本發(fā)明一種可生物降解高分子多孔復(fù)合材料的制備方法，以天然高分子材料和合 成高分子為原料，通過引入微生物增加材料的可生物降解性，制備可生物降解高分子多孔 復(fù)合材料，其制備步驟是：
[0026]第一步，按質(zhì)量份數(shù)將0.1~20份的聚乙烯醇加入40~1000份的去離子水中，在20 °C~100 °C下攪拌1~12小時(shí)，得到基體A;將質(zhì)量份數(shù)為0.5~4份的水性天然高分子加至10 ~100份的去離子水中，在10 °C~100 °C下攪拌0.1~6小時(shí)，得到基體B。
[0027]第二步，制備的發(fā)泡基體冷卻至室溫，將質(zhì)量份數(shù)為10~20份基體A、10~20份基 體B、0.5~10份的微生物、0.01~10份的營養(yǎng)液，0.05~5份的pH調(diào)節(jié)劑，溫度為25°C~40 °C，攪拌速度為50~500r/min，攪拌1~12小時(shí)，倒入模具，置于恒溫培養(yǎng)箱發(fā)泡，制備可生 物降解高分子多孔發(fā)泡基體C。
[0028]第三步，將發(fā)泡后的復(fù)合材料C置于-50 °C~50 °C的環(huán)境中進(jìn)行物理交聯(lián)凝膠化成 型3~10次，得到可生物降解多孔凝膠D。
[0029]第四步，多孔凝膠D解凍后置于去離子水中，磁力攪拌透析2天，除去未交聯(lián)的小分 子以及未固定在基體上的微生物，將透析后的D進(jìn)行冷凍干燥，得到可生物降解高分子多孔 復(fù)合材料成品。
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的制備方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0031] 實(shí)施例1
[0032] 以天然高分子材料和合成高分子為原料，通過引入微生物增加材料的可生物降解 性，制備可生物降解高分子多孔復(fù)合材料，其制備步驟是：
[0033]第一步，按質(zhì)量份數(shù)將0.5份的聚乙烯醇，加入100份的去離子水中，在80°C下攪拌 12小時(shí)，得到基體A;將質(zhì)量份數(shù)為1.2份的羧甲基纖維素、0.1份的環(huán)糊精加至10份的去離 子水中，在30 °C下攪拌0.1小時(shí)，得到基體B。
[0034] 第二步，制備的發(fā)泡基體冷卻至室溫，將質(zhì)量份數(shù)為10份的基體A、10份的基體B、 0.5份的鮮酵母、0.2份的葡萄糖、0.1份的氨基酸、0.05份的淀粉、0.05份的檸檬酸-磷酸氫 二鈉的緩沖液，溫度為25°C，攪拌速度為300r/min，攪拌4小時(shí)，倒入模具，置于恒溫培養(yǎng)箱 發(fā)泡，制備可生物降解高分子多孔發(fā)泡基體C。
[0035] 第三步，將發(fā)泡后的復(fù)合材料C采用冷凍-解凍的方式凝膠化成型，冷凍溫度為-15 °C，解凍溫度為20°C，循環(huán)冷凍-解凍3次，得到可生物降解多孔凝膠D。
[0036] 第四步，多孔凝膠D解凍后置于去離子水中，磁力攪拌透析2天，除去未交聯(lián)的小分 子以及未固定在基體上的微生物，將透析后的D進(jìn)行冷凍干燥，得到可生物降解高分子多孔 復(fù)合材料成品。
[0037]此條件下制備得到的可生物降解高分子多孔復(fù)合材料呈現(xiàn)相互貫通的孔結(jié)構(gòu)，能 夠在lOmin內(nèi)達(dá)到溶脹平衡，吸水性良好，整個(gè)過程操作簡單、無污染、無毒害，且反應(yīng)能耗 低，具有可生物降解的特點(diǎn)。
[0038]圖1為實(shí)例1樣品的SEM圖，其孔徑范圍為10~80μπι，孔隙率為70%。
[0039] 實(shí)施例2
[0040] 以天然高分子材料和合成高分子為原料，通過引入微生物增加材料的可生物降解 性，制備可生物降解高分子多孔復(fù)合材料，其制備步驟是：
[0041] 第一步，按質(zhì)量份數(shù)將10份的聚乙烯醇加入1000份的去離子水中，在120°C下攪拌 1小時(shí)，得到基體A;將質(zhì)量份數(shù)為2份的明膠以及4份的海藻酸鈉加至1000份的去離子水中， 在100 °C下攪拌8小時(shí)，得到基體B。
[0042] 第二步，制備的發(fā)泡基體冷卻至室溫，將質(zhì)量份數(shù)為12.5份的基體A、16份的基體 B、10份的干性酵母、1份的小麥淀粉、1份牛肉膏、0.1份的檸檬酸-磷酸氫二鉀緩沖液，溫度 為40°C，攪拌速度為400r/min，置于恒溫培養(yǎng)箱，攪拌2小時(shí)，倒入模具，制備可生物降解高 分子多孔發(fā)泡基體C。
[0043]第三步，將發(fā)泡后的復(fù)合材料C采用冷凍-解凍以及紫外光照結(jié)合的方式凝膠化成 型，循環(huán)冷凍-解凍3次，冷凍溫度-5°C，解凍溫度25°C，光照lh，得到可生物降解多孔凝膠D。
[0044] 第四步，多孔凝膠D解凍后置于去離子水中，磁力攪拌透析2天，除去未交聯(lián)的小分 子以及未固定在基體上的微生物，將透析后的D進(jìn)行冷凍干燥，得到可生物降解高分子多孔 復(fù)合材料成品。
[0045] 此條件下制備得到的可生物降解高分子多孔復(fù)合材料呈現(xiàn)相互貫通的孔結(jié)構(gòu)，其 孔徑范圍為100~200μπι，孔隙率為89%，能夠在3min內(nèi)達(dá)到溶脹平衡，吸水性良好，整個(gè)過 程操作簡單、無污染、無毒害，且反應(yīng)能耗低，具有可生物降解的特點(diǎn)。
[0046] 實(shí)施例3
[0047] 以天然高分子材料和合成高分子為原料，通過引入微生物增加材料的可生物降解 性，制備可生物降解高分子多孔復(fù)合材料，其制備步驟是：
[0048]第一步，按質(zhì)量份數(shù)將0.2份的聚乙烯醇加入10份的去離子水中，在100°C下攪拌2 小時(shí)，得到的基體A;將質(zhì)量份數(shù)為0.5份的海藻酸鈉、0.1份的水溶性甲殼素、0.6份的羥乙 基纖維素加至20份的去離子水中，在100 °C下攪拌6小時(shí)，得到基體B。
[0049] 第二步，制備的發(fā)泡基體冷卻至室溫，將質(zhì)量份數(shù)為12份的、16份的基體B、2.5份 的即發(fā)酵母、2份的馬鈴薯淀粉、0.1份的豆芽浸出液，3份的蘋果酸-檸檬酸鉀緩沖液，溫度 為36°C，攪拌速度為500r/min，攪拌7小時(shí)，倒入模具，置于恒溫培養(yǎng)箱發(fā)泡，制備可生物降 解高分子多孔發(fā)泡基體C。
[0050] 第三步，將發(fā)泡完成的復(fù)合材料C采用機(jī)械攪拌與冷凍-解凍的方式凝膠化成型， 冷凍溫度_l〇°C，解凍溫度20°C，循環(huán)冷凍-解凍3次，得到可生物降解多孔凝膠D。
[0051] 第四步，多孔凝膠D解凍后置于去離子水中，磁力攪拌透析2天，除去未交聯(lián)的小分 子以及未固定在基體上的微生物，將透析后的D進(jìn)行冷凍干燥，得到可生物降解高分子多孔 復(fù)合材料成品。
[0052] 此條件下制備得到的可生物降解高分子多孔復(fù)合材料呈現(xiàn)相互貫通的孔結(jié)構(gòu)，其 孔徑范圍為40~300μπι，孔隙率為95%，能夠在2min內(nèi)達(dá)到溶脹平衡，吸水性良好，整個(gè)過程 操作簡單、無污染、無毒害，且反應(yīng)能耗低，具有可生物降解的特點(diǎn)。
[0053] 表1為實(shí)例3的樣品經(jīng)過酶催化降解的質(zhì)量損失率。經(jīng)過降解實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，降解 100小時(shí)后，質(zhì)量損失率達(dá)到90 %以上，降解效果良好。
[0054] 表 1
[0055]
[0056]
[0057] 實(shí)施例4
[0058]以天然高分子材料和合成高分子為原料，通過引入微生物增加材料的可生物降解 性，制備可生物降解高分子多孔復(fù)合材料，其制備步驟是：
[0059]第一步，按質(zhì)量份數(shù)將0.1份的聚乙烯醇加入200份的去離子水中，在90°C下攪拌6 小時(shí)，得到基體A;將質(zhì)量份數(shù)為0.7份的淀粉，1.2份的膠原蛋白加至60份的去離子水中，在 65 °C下攪拌6小時(shí)，得到基體B。
[0060] 第二步，制備的發(fā)泡基體冷卻至室溫，將質(zhì)量份數(shù)為20份的基體A、20份的基體B、 0.5份的即發(fā)酵母、0.1份的蛋白胨、0.3份的果汁、5份的碳酸氫鈉、溫度為25°C，攪拌速度為 50r/min，攪拌1小時(shí)，倒入模具，置于恒溫培養(yǎng)箱發(fā)泡，制備可生物降解高分子多孔發(fā)泡基 體C〇
[0061] 第三步，將發(fā)泡后的復(fù)合材料C采用微波輻射結(jié)合冷凍-解凍的方式凝膠化成型， 輻射lOmin，循環(huán)冷凍-解凍5次，冷凍溫度-5°C，解凍溫度30°C，得到可生物降解多孔凝膠D。
[0062] 第四步，多孔凝膠D解凍后置于去離子水中，磁力攪拌透析2天，除去未交聯(lián)的小分 子以及未固定在基體上的微生物，將透析后的D進(jìn)行冷凍干燥，得到可生物降解高分子多孔 復(fù)合材料成品。
[0063]此條件下制備得到的可生物降解高分子多孔復(fù)合材料呈現(xiàn)相互貫通的孔結(jié)構(gòu)，其 孔徑范圍為200~500μπι，孔隙率為85%，能夠在60min內(nèi)達(dá)到溶脹平衡，吸水性良好，整個(gè)過 程操作簡單、無污染、無毒害，且反應(yīng)能耗低，具有可生物降解的特點(diǎn)。
[0064] 實(shí)施例5
[0065] 以天然高分子材料和合成高分子為原料，通過引入微生物增加材料的可生物降解 性，制備可生物降解高分子多孔復(fù)合材料，其制備步驟是：
[0066]第一步，按質(zhì)量份數(shù)將8份的聚乙烯醇加入80份的去離子水中，在80°C下攪拌5小 時(shí)，得到基體A;將質(zhì)量份數(shù)為0.5份的水溶性甲殼素加至100份的去離子水中，在25°C下攪 拌2小時(shí)，得到基體B。
[0067] 第二步，制備的發(fā)泡基體冷卻至室溫，將質(zhì)量份數(shù)為18份的基體A、10份的基體B、 0.9份的鮮酵母、0.2份的牛肉膏、0.1份的豆芽浸出液，1.0份的檸檬酸-磷酸二氫鈉緩沖液， 溫度為32°C，攪拌速度為lOOr/min，攪拌2小時(shí)，倒入模具，置于恒溫培養(yǎng)箱發(fā)泡，制備可生 物降解高分子多孔發(fā)泡基體C。
[0068] 第三步，將發(fā)泡后的復(fù)合材料C采用循環(huán)冷凍-解凍方式凝膠化成型，循環(huán)冷凍-解 凍6次，冷凍溫度-50°C，解凍溫度25°C，得到可生物降解多孔凝膠D。
[0069] 第四步，多孔凝膠D解凍后置于去離子水中，磁力攪拌透析2天，除去未交聯(lián)的小分 子以及未固定在基體上的微生物，將透析后的D進(jìn)行冷凍干燥，得到可生物降解高分子多孔 復(fù)合材料成品。
[0070] 此條件下制備得到的可生物降解高分子多孔復(fù)合材料呈現(xiàn)相互貫通的孔結(jié)構(gòu)，其 孔徑范圍為100~400μπι，孔隙率為90%，能夠在15min內(nèi)達(dá)到溶脹平衡，吸水性良好，整個(gè)過 程操作簡單、無污染、無毒害，且反應(yīng)能耗低，具有可生物降解的特點(diǎn)。
[0071] 實(shí)施例6
[0072] 以天然高分子材料和合成高分子為原料，通過引入微生物增加材料的可生物降解 性，制備可生物降解高分子多孔復(fù)合材料，其制備步驟是：
[0073]第一步，按質(zhì)量份數(shù)為20份的聚乙烯醇加入90份的去離子水中，在80°C下攪拌8小 時(shí)，得到基體A;將質(zhì)量份數(shù)為1份的羥乙基纖維素、0.6份的瓊脂糖加至100份的去離子水 中，在10 °C下攪拌0.1小時(shí)，得到基體B。
[0074]第二步，制備的發(fā)泡基體冷卻至室溫，將質(zhì)量份數(shù)為10份的基體A、15份的基體B、5 份的干性酵母、0.01份的紅薯淀粉、10份的蛋白胨，5份的碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液，溫度為 25°C，攪拌速度為500r/min，攪拌12小時(shí)，倒入模具，置于恒溫培養(yǎng)箱發(fā)泡，制備可生物降解 高分子多孔發(fā)泡基體C。
[0075]第三步，將發(fā)泡后的復(fù)合材料C采用冷凍-解凍凝膠化成型，循環(huán)冷凍-解凍10次， 冷凍溫度為-40°C，解凍溫度為50°C，得到可生物降解多孔凝膠D。
[0076]第四步，多孔凝膠D解凍后置于去離子水中，磁力攪拌透析2天，除去未交聯(lián)的小分 子以及未固定在基體上的微生物，將透析后的D進(jìn)行冷凍干燥，得到可生物降解高分子多孔 復(fù)合材料成品。
[0077]此條件下制備得到的可生物降解高分子多孔復(fù)合材料呈現(xiàn)相互通的孔結(jié)構(gòu)，其孔 徑范圍為200~500μπι，孔隙率為95 %，能夠在0 . lmin內(nèi)達(dá)到溶脹平衡，吸水性良好，整個(gè)過 程操作簡單、無污染、無毒害且反應(yīng)能耗低，具有可生物降解的特點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可生物降解高分子多孔復(fù)合材料，其特征在于，該復(fù)合材料是多孔水溶液體系 進(jìn)行物理交聯(lián)凝膠化制得;其中，多孔水溶液體系按質(zhì)量份數(shù)由以下原料制得： 10~20份聚乙烯醇水溶液、10~20份的水性天然高分子水溶液、0.5~10份的微生物、 0 · 01~10份的營養(yǎng)液與0 · 05~5份的pH調(diào)節(jié)劑； 聚乙烯醇水溶液由0.1~20份的聚乙烯醇加入10~1000份的去離子水制得； 水性天然高分子水溶液由0.1~4份的水性天然高分子加入10~1000份的去離子水制 得。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可生物降解高分子多孔復(fù)合材料，其特征在于，所述的復(fù)合材 料具有相互貫通的孔結(jié)構(gòu)，孔徑為10~500μπι，孔隙率為70~95%，在0.5~60min內(nèi)達(dá)到吸 水溶脹平衡。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可生物降解高分子多孔復(fù)合材料，其特征在于:所述的水性天 然高分子為環(huán)糊精、聚陰離子纖維素、羥丙基纖維素、羧甲基纖維素、淀粉、羥乙基纖維素、 水溶性甲殼素、海藻酸鈉、透明質(zhì)酸、木質(zhì)素磺酸鹽、瓊脂糖、膠原蛋白中的一種或多種的混 合物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可生物降解高分子多孔復(fù)合材料，其特征在于:所述的微生物 為鮮酵母、即發(fā)酵母或干性酵母。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可生物降解高分子多孔復(fù)合材料，其特征在于:所述的營養(yǎng)劑 為葡萄糖、小麥淀粉、馬鈴薯淀粉、紅薯淀粉、牛肉膏、豆芽浸出液、蛋白胨、果汁、氨基酸中 的任意一種或多種的混合物。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可生物降解高分子多孔復(fù)合材料，其特征在于:所述的pH調(diào)節(jié) 劑為檸檬酸、檸檬酸鉀、乳酸、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、磷酸氫二鈉、磷酸 二氫鈉、碳酸氫鈉、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀中的一種或兩種組成的緩沖對溶液。7. 權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的可生物降解高分子多孔復(fù)合材料的制備方法，其特征 在于，包括如下步驟： 1) 按質(zhì)量份數(shù)將0.1~20份的聚乙烯醇加入10~1000份的去離子水中，在80°C~120°C 下攪拌使其完全溶解，得到基體A，冷卻至室溫備用；將質(zhì)量份數(shù)為0.1~4份的水性天然高 分子加入10~1000份的去離子水中，在10°C~100°C下攪拌攪拌使其完全溶解，得到基體B， 冷卻至室溫備用； 2) 按質(zhì)量份數(shù)將10~20份基體A、10~20份的基體B、0.5~10份的微生物、0.01~10份 的營養(yǎng)液與〇.05~5份的pH調(diào)節(jié)劑混合，在25°C~40°C攪拌均勻，將混合液倒入模具中，置 于恒溫培養(yǎng)箱發(fā)泡得到多孔發(fā)泡基體C; 3) 將多孔發(fā)泡基體C置于-50°C~50°C的環(huán)境中進(jìn)行物理交聯(lián)凝膠化成型多次，得到多 孔凝膠D; 4) 多孔凝膠D解凍后置于去離子水中，磁力攪拌透析以除去未交聯(lián)的小分子以及未固 定在基體上的微生物，將透析后的D進(jìn)行冷凍干燥，即得到可生物降解高分子多孔復(fù)合材 料。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的可生物降解高分子多孔復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:步 驟2)中，攪拌速度為50~500r/min，時(shí)間1~12小時(shí)。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的可生物降解高分子多孔復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所 述的物理交聯(lián)凝膠化成型為冷凍-解凍、機(jī)械攪拌、紫外光照、加熱、微波輻射中的一種或多 種的結(jié)合。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可生物降解高分子多孔復(fù)合材料的制備方法，其特征在于： 所述的磁力攪拌透析時(shí)間為2天。
【文檔編號】C08L89/00GK106084303SQ201610378282
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】張敏, 楊魚, 李成濤, 劉智勇, 李八軍
【申請人】陜西科技大學(xué)