可生物降解玉米淀粉糖納米纖維制備技術的應用

□劉福紅 丁 艷 李秋玉 張麗萍

（吉林工商學院基礎部 吉林 長春 130507）

可生物降解玉米淀粉糖納米纖維制備技術的應用

□劉福紅 丁 艷 李秋玉 張麗萍

（吉林工商學院基礎部 吉林 長春 130507）

隨著人們對環境保護意識的增強，可生物降解材料正在成為人們研究的熱點。吉林省玉米產量豐富，價格低廉。研究可生物降解的玉米淀粉糖納米纖維的制備，不但符合環保的需求，還能盡快把吉林省的資源優勢最大化的轉化為經濟優勢。

可生物降解；玉米淀粉糖；納米纖維

隨著人們對環境保護意識的不斷增強，綠色消費勢在必行。吉林省玉米產量豐富，玉米深加工的產業化會大大促進吉林省的經濟發展，玉米淀粉糖作為玉米深加工的產品之一，是非常優良的可生物降解材料，降解速率快，降解的產物對土壤空氣及環境不會產生毒害。目前，玉米淀粉糖主要用于食品行業，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，經溶劑蒸發或熔體冷卻而固化，從而得到纖維狀物質，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，人們才對電紡做了大量的實驗工作和深入系統的理論研究。[2]2 交聯劑的使用

2.1 交聯劑的作用

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劑。交聯劑分子要具備多個官能團，例如有機多元醇或者多元酸，或者是含有多個不飽和雙鍵的物質，能和玉米淀粉糖中的官能團發生酯化反應或者脫水反應等，將之前互不聯系的分子連接起來，促進聚合物分子間形成共價鍵或離子鍵。發生反應的分子之間通過交聯之后，聚合物的熱穩定性大大提高，化學穩定性等性能也都得到大大的改善。[3]

2.2 交聯劑的選擇

2.2.1采用聚乙烯吡咯烷酮作為交聯劑。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,具有穩定的生理反應，PVP無論在生產或使用過程中都不會對環境產生危害，符合綠色化化工產品的潮流。

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引起人們的重視。PVP還有一個最突出的優點，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是一種非常優良的交聯劑。

2.2.2 選擇檸檬酸作為交聯劑。檸檬酸，是一種多元酸，化學名稱是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物。檸檬酸的生產途徑一般有兩條，一是利用淀粉和糖類為原料，利用生物發酵的方法制取；另一種是從含酸分成分多的原料，例如果品加工中進行直接提取，所以檸檬酸中也不會混有其他有毒害的物質。檸檬酸有三個羧基，能和含有羥基的玉米淀粉糖發生酯化交聯反應，然后利用靜電紡絲的原理制備納米纖維。

結束語

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，符合當前環保的潮流。可生物降解的玉米淀粉糖納米纖維將來可應用在醫療防護、紡織業等方面，也為玉米深加工產業指引了一個新的方向，為吉林省的經濟發展做出應用的貢獻。

[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:化學工業出版社,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用[J].精細化工原料及中間體，2004，（4）：33-34.

[5]王汝龍，原正平，化工產品手冊[M].北京：化學工業出版社，2000：404.

1004-7026（2017）15-0079-01

S513

A

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

吉林省教育廳科學技術研究資助項目（吉教科合字[2013]第398號）。

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