基于纤维素的大分子交联剂、其制备方法及其在制作改性明胶中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及大分子交联剂领域，特别涉及一种基于纤维素的新型大分子交联剂、 其制备方法及其在制作改性明胶中的应用。
【背景技术】
[0002] 明胶是由胶原蛋白水解产生的非均匀肽分子聚合物质，是一种天然的高分子材 料，具有良好的细胞相容性和生物降解性。但因其热稳定性低、机械性能差、易于降解等特 点限制了它的应用，因此常对明胶进行改性处理。
[0003] 微晶纤维素（MCC)是由b_糖苷键连接而成的一类线性多糖大分子结构，常以共 混的方式改性明胶。如Alves研宄了纤维素含量对明胶/纤维素/淀粉共混膜的生物降 解性质、机械性能和透湿性的影响（J.S. Alves, K.C. dos Reis, E.G.T. Menezes, F.V. Pereira, J. Pereira. Carbohydrate Polymers, 2015, 115: 215-222. ) ; Andrad 制备 了一种新型的纤维素/明胶共混可食用食品涂布材料，并研宄了其对香蕉和茄子表面的润 湿作用（R· Andrade, 0· Skurtys, F. Osorio, R. Zuluaga, P. Gandin, C. Castro. LWT -Food Science and Technology, 2014, 58: 158-165. )〇
[0004] 除共混改性之外，还可以通过对纤维素进行氧化，进而与明胶发生化学反应而对 其进行改性。如Cheng用高碘酸钠氧化纤维素得到2, 3-二醛基纤维素，醛基与明胶中的伯 胺基反应生成希夫碱而对明胶进行化学改性处理（Yongmei Cheng, Jinting Lua, Shilin Liuj Peng Zhao， Guozhong Lu, Jinghua Chen. Carbohydrate Polymers, 2014， 107: 57-64. )〇
[0005] 但利用纤维类活性酯改性明胶膜的研宄却很少，对于用EDTAD功能化纤维素，再 用N-羟基琥珀酰亚胺活化功能纤维素形成活性酯MEN改性明胶膜的专利方面研宄还未见 报道。
【发明内容】
[0006] 为了弥补以上不足，本发明提供了一种基于纤维素的新型大分子交联剂、其制备 方法及其在制作改性明胶中的应用。
[0007] 本发明的技术方案为： 一种基于纤维素的新型大分子交联剂，其结构如式1所示：
【主权项】
1. 一种基于纤维素的新型大分子交联剂，其特征在于，其结构如式1所示：
2. 如权利要求1所述大分子交联剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为： 1) 以EDTA二酐和微晶纤维素为原料，制备EDTA二酐功能化的微晶纤维素 ME ;ME的结 构如式2所示，
2) 以N-羟基琥珀酰亚胺和步骤1)所得ME为原料制得如式1所示的大分子交联剂。
3. 如权利要求2所述大分子交联剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中，微晶纤维素 与EDTA二酐的质量比为1:2-5 ;微晶纤维素与EDTA二酐溶于有机溶剂，60-80°C下搅拌反 应20-40h ;反应结束后，洗涤、抽滤、干燥得ME。
4. 如权利要求3所述大分子交联剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，EDTA二酐的 制备过程如下：将20-40gEDTA二钠盐溶于100-200ml水中，边搅拌边加入1-2 mol/L HCl 至出现白色沉淀，抽滤得EDTA;称取15-25 g EDTA和10-40 ml乙酸酐于30-50 ml吡啶中 形成悬浊液，60-75 °C下搅拌反应12-36 h，反应结束后，洗涤、抽滤、干燥，得EDTA二酐。
5. 如权利要求3所述大分子交联剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述有机溶 剂为DMF，DMF的用量为每克纤维素50 mL。
6. 如权利要求3所述大分子交联剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述洗涤依 次采用DMF、蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液、蒸馏水、乙醇，其体积比为1:5-15:3-6:5-15:2-5。
7. 如权利要求2所述大分子交联剂的制备方法，其特征在于：步骤2)中，按照摩尔比 1:1-5:1-5称取ME、N-羟基琥珀酰亚胺和1-(3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐 并溶于溶剂水中，18_35°C下搅拌反应1-2 h，反应结束后水洗、抽滤、干燥，得如式1所示的 大分子交联剂。
8. 如权利要求7所述大分子交联剂的制备方法，其特征在于：步骤2)中，溶剂水的用 量为每克ME 40 mL。
9. 权利要求1所述基于纤维素的新型大分子交联剂在交联改性明胶中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种基于纤维素的新型大分子交联剂、其制备方法及其在制作改性明胶中的应用，属于明胶交联剂领域。本发明交联剂的制备包括步骤：1）以EDTA二酐和微晶纤维素为原料，制备EDTA二酐功能化的微晶纤维素ME；2）以N-羟基琥珀酰亚胺和步骤1）所得ME为原料制得本发明的大分子交联剂。该交联剂中的酯基可与明胶中伯胺基发生交联反应，以化学反应的方式改性明胶膜，打破了以往纤维素类大分子共混改性明胶的局限。该明胶膜的热稳定性、抗降解能力、机械性能（弹性）、阻光性能和疏水性均有较大程度的提高。
【IPC分类】C08J5-18, C08B15-06, C08H1-00
【公开号】CN104861078
【申请号】CN201510258817
【发明人】陶芙蓉, 庄辰, 崔月芝
【申请人】齐鲁工业大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月20日