□劉福紅 丁 艷 李秋玉 張麗萍

（吉林工商學(xué)院基礎(chǔ)部 吉林 長(zhǎng)春 130507）

可生物降解玉米淀粉糖納米纖維制備技術(shù)的應(yīng)用

□劉福紅 丁 艷 李秋玉 張麗萍

（吉林工商學(xué)院基礎(chǔ)部 吉林 長(zhǎng)春 130507）

隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，可生物降解材料正在成為人們研究的熱點(diǎn)。吉林省玉米產(chǎn)量豐富，價(jià)格低廉。研究可生物降解的玉米淀粉糖納米纖維的制備，不但符合環(huán)保的需求，還能盡快把吉林省的資源優(yōu)勢(shì)最大化的轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

可生物降解；玉米淀粉糖；納米纖維

隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，綠色消費(fèi)勢(shì)在必行。吉林省玉米產(chǎn)量豐富，玉米深加工的產(chǎn)業(yè)化會(huì)大大促進(jìn)吉林省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，玉米淀粉糖作為玉米深加工的產(chǎn)品之一，是非常優(yōu)良的可生物降解材料，降解速率快，降解的產(chǎn)物對(duì)土壤空氣及環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生毒害。目前，玉米淀粉糖主要用于食品行業(yè)，玉米淀粉糖納米纖維的制備具有很大的研究潛力。

1 制備纖維的方法

利用靜電紡絲法制備玉米淀粉糖納米纖維，該方法通常能夠得到直徑為10nm～10μm大小的超細(xì)纖維，這一方法又簡(jiǎn)稱(chēng)電紡，是使帶電荷的高分子溶液或熔體在靜電場(chǎng)中流動(dòng)與變形，經(jīng)溶劑蒸發(fā)或熔體冷卻而固化，從而得到纖維狀物質(zhì)，因此這一過(guò)程稱(chēng)為靜電紡絲。[1]靜電紡絲在1934年美國(guó)人Formhals首次提出，但最近10年隨著納米纖維的開(kāi)發(fā)，人們才對(duì)電紡做了大量的實(shí)驗(yàn)工作和深入系統(tǒng)的理論研究。[2]2 交聯(lián)劑的使用

2.1 交聯(lián)劑的作用

制備可生物降解的玉米淀粉糖納米纖維，首先要選擇可生物降解的交聯(lián)劑。交聯(lián)劑分子要具備多個(gè)官能團(tuán)，例如有機(jī)多元醇或者多元酸，或者是含有多個(gè)不飽和雙鍵的物質(zhì)，能和玉米淀粉糖中的官能團(tuán)發(fā)生酯化反應(yīng)或者脫水反應(yīng)等，將之前互不聯(lián)系的分子連接起來(lái)，促進(jìn)聚合物分子間形成共價(jià)鍵或離子鍵。發(fā)生反應(yīng)的分子之間通過(guò)交聯(lián)之后，聚合物的熱穩(wěn)定性大大提高，化學(xué)穩(wěn)定性等性能也都得到大大的改善。[3]

2.2 交聯(lián)劑的選擇

2.2.1采用聚乙烯吡咯烷酮作為交聯(lián)劑。聚乙烯吡咯烷酮簡(jiǎn)稱(chēng)“PVP”，該化合物安全無(wú)毒，對(duì)皮膚、眼睛及粘膜沒(méi)有任何毒害刺激，[4]目前已有上百種藥物已經(jīng)采用PVP作為輔料，許多國(guó)家廣泛使用PVP-I用于消毒殺菌方面，有逐步取代含氯或汞以及碘消毒劑的趨勢(shì)。[5]PVP對(duì)人沒(méi)有毒害作用,具有穩(wěn)定的生理反應(yīng)，PVP無(wú)論在生產(chǎn)或使用過(guò)程中都不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害，符合綠色化化工產(chǎn)品的潮流。

目前，借助PVP改善其它高分子材料的加工和使用性能，此類(lèi)課題的研究已經(jīng)引起人們的重視。PVP還有一個(gè)最突出的優(yōu)點(diǎn)，就是具有很好的水溶性，能夠和多種可溶于水的纖維素衍生物溶混。所以，PVP是一種非常優(yōu)良的交聯(lián)劑。

2.2.2 選擇檸檬酸作為交聯(lián)劑。檸檬酸，是一種多元酸，化學(xué)名稱(chēng)是2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸。檸檬酸是酸味劑的一種，安全無(wú)毒，具有很好的水溶性。檸檬酸還可用于醫(yī)藥和化妝品等，無(wú)毒無(wú)害，可被生物直接吸收代謝。并且檸檬酸也是生物代謝的一個(gè)中間產(chǎn)物。檸檬酸的生產(chǎn)途徑一般有兩條，一是利用淀粉和糖類(lèi)為原料，利用生物發(fā)酵的方法制?。涣硪环N是從含酸分成分多的原料，例如果品加工中進(jìn)行直接提取，所以檸檬酸中也不會(huì)混有其他有毒害的物質(zhì)。檸檬酸有三個(gè)羧基，能和含有羥基的玉米淀粉糖發(fā)生酯化交聯(lián)反應(yīng)，然后利用靜電紡絲的原理制備納米纖維。

結(jié)束語(yǔ)

玉米淀粉糖是可生物降解材料，再選擇一個(gè)可生物降解的交聯(lián)劑，利用靜電紡絲的方法制備可生物降解的納米纖維，符合當(dāng)前環(huán)保的潮流。可生物降解的玉米淀粉糖納米纖維將來(lái)可應(yīng)用在醫(yī)療防護(hù)、紡織業(yè)等方面，也為玉米深加工產(chǎn)業(yè)指引了一個(gè)新的方向，為吉林省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出應(yīng)用的貢獻(xiàn)。

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1004-7026（2017）15-0079-01

S513

A

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.15.051

吉林省教育廳科學(xué)技術(shù)研究資助項(xiàng)目（吉教科合字[2013]第398號(hào)）。

劉福紅（1977-），女，博士，吉林工商學(xué)院副教授，研究方向：可生物降解聚合物材料。