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 長春 130507）

隨著人們對環(huán)境保護(hù)意識的增強(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)勢最大化的轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

可生物降解；玉米淀粉糖；納米纖維

隨著人們對環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強(qiáng)，綠色消費(fèi)勢在必行。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)物對土壤空氣及環(huán)境不會產(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，這一方法又簡稱電紡，是使帶電荷的高分子溶液或熔體在靜電場中流動與變形，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)，因此這一過程稱為靜電紡絲。[1]靜電紡絲在1934年美國人Formhals首次提出，但最近10年隨著納米纖維的開發(fā)，人們才對電紡做了大量的實(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)劑分子要具備多個官能團(tuán)，例如有機(jī)多元醇或者多元酸，或者是含有多個不飽和雙鍵的物質(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，促進(jìn)聚合物分子間形成共價鍵或離子鍵。發(fā)生反應(yīng)的分子之間通過交聯(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。聚乙烯吡咯烷酮簡稱“PVP”，該化合物安全無毒，對皮膚、眼睛及粘膜沒有任何毒害刺激，[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。[5]PVP對人沒有毒害作用,具有穩(wěn)定的生理反應(yīng)，PVP無論在生產(chǎn)或使用過程中都不會對環(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，此類課題的研究已經(jīng)引起人們的重視。PVP還有一個最突出的優(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，無毒無害，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混有其他有毒害的物質(zhì)。檸檬酸有三個羧基，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

玉米淀粉糖是可生物降解材料，再選擇一個可生物降解的交聯(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?？缮锝到獾挠衩椎矸厶羌{米纖維將來可應(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)。

[1]H youngJoonJin，Jingsong Chen，Vassilis Karageorgiou,etal.Human bone marrow stromal cell responses on electrospun silk fibroin mats[J].Biomaterials,2004,4(25):1039-1047.

[2]吳大誠,杜仲良,高緒珊.納米纖維,[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003：42-71.

[3]J.Gong.X.D.Li,C.L.Shao et al.Photochromic and thermal propertics of poly (vinyl alcohol)/H6P2W18O62 hybridmembranes,Matcrials [J].Chemistry and Physics,2003,79(2):87-93.

[4]徐兆喻，聚乙烯吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮合成工藝和應(yīng)用[J].精細(xì)化工原料及中間體，2004，（4）：33-34.

[5]王汝龍，原正平，化工產(chǎn)品手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：404.

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）。

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。