可生物降解玉米淀粉糖纳米纤维制备技术的应用

□刘福红 丁 艳 李秋玉 张丽萍

（吉林工商学院基础部 吉林 长春 130507）

可生物降解玉米淀粉糖纳米纤维制备技术的应用

□刘福红 丁 艳 李秋玉 张丽萍

（吉林工商学院基础部 吉林 长春 130507）

随着人们对环境保护意识的增强，可生物降解材料正在成为人们研究的热点。吉林省玉米产量丰富，价格低廉。研究可生物降解的玉米淀粉糖纳米纤维的制备，不但符合环保的需求，还能尽快把吉林省的资源优势最大化的转化为经济优势。

可生物降解；玉米淀粉糖；纳米纤维

随着人们对环境保护意识的不断增强，绿色消费势在必行。吉林省玉米产量丰富，玉米深加工的产业化会大大促进吉林省的经济发展，玉米淀粉糖作为玉米深加工的产品之一，是非常优良的可生物降解材料，降解速率快，降解的产物对土壤空气及环境不会产生毒害。目前，玉米淀粉糖主要用于食品行业，玉米淀粉糖纳米纤维的制备具有很大的研究潜力。

1 制备纤维的方法

利用静电纺丝法制备玉米淀粉糖纳米纤维，该方法通常能够得到直径为10nm～10μm大小的超细纤维，这一方法又简称电纺，是使带电荷的高分子溶液或熔体在静电场中流动与变形，经溶剂蒸发或熔体冷却而固化，从而得到纤维状物质，因此这一过程称为静电纺丝。[1]静电纺丝在1934年美国人Formhals首次提出，但最近10年随着纳米纤维的开发，人们才对电纺做了大量的实验工作和深入系统的理论研究。[2]2 交联剂的使用

2.1 交联剂的作用

制备可生物降解的玉米淀粉糖纳米纤维，首先要选择可生物降解的交联剂。交联剂分子要具备多个官能团，例如有机多元醇或者多元酸，或者是含有多个不饱和双键的物质，能和玉米淀粉糖中的官能团发生酯化反应或者脱水反应等，将之前互不联系的分子连接起来，促进聚合物分子间形成共价键或离子键。发生反应的分子之间通过交联之后，聚合物的热稳定性大大提高，化学稳定性等性能也都得到大大的改善。[3]

2.2 交联剂的选择

2.2.1采用聚乙烯吡咯烷酮作为交联剂。聚乙烯吡咯烷酮简称“PVP”，该化合物安全无毒，对皮肤、眼睛及粘膜没有任何毒害刺激，[4]目前已有上百种药物已经采用PVP作为辅料，许多国家广泛使用PVP-I用于消毒杀菌方面，有逐步取代含氯或汞以及碘消毒剂的趋势。[5]PVP对人没有毒害作用,具有稳定的生理反应，PVP无论在生产或使用过程中都不会对环境产生危害，符合绿色化化工产品的潮流。

目前，借助PVP改善其它高分子材料的加工和使用性能，此类课题的研究已经引起人们的重视。PVP还有一个最突出的优点，就是具有很好的水溶性，能够和多种可溶于水的纤维素衍生物溶混。所以，PVP是一种非常优良的交联剂。

2.2.2 选择柠檬酸作为交联剂。柠檬酸，是一种多元酸，化学名称是2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸。柠檬酸是酸味剂的一种，安全无毒，具有很好的水溶性。柠檬酸还可用于医药和化妆品等，无毒无害，可被生物直接吸收代谢。并且柠檬酸也是生物代谢的一个中间产物。柠檬酸的生产途径一般有两条，一是利用淀粉和糖类为原料，利用生物发酵的方法制取；另一种是从含酸分成分多的原料，例如果品加工中进行直接提取，所以柠檬酸中也不会混有其他有毒害的物质。柠檬酸有三个羧基，能和含有羟基的玉米淀粉糖发生酯化交联反应，然后利用静电纺丝的原理制备纳米纤维。

结束语

玉米淀粉糖是可生物降解材料，再选择一个可生物降解的交联剂，利用静电纺丝的方法制备可生物降解的纳米纤维，符合当前环保的潮流。可生物降解的玉米淀粉糖纳米纤维将来可应用在医疗防护、纺织业等方面，也为玉米深加工产业指引了一个新的方向，为吉林省的经济发展做出应用的贡献。

[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]吴大诚,杜仲良,高绪珊.纳米纤维,[M].北京:化学工业出版社,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艺和应用[J].精细化工原料及中间体，2004，（4）：33-34.

[5]王汝龙，原正平，化工产品手册[M].北京：化学工业出版社，2000：404.

1004-7026（2017）15-0079-01

S513

A

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

吉林省教育厅科学技术研究资助项目（吉教科合字[2013]第398号）。

刘福红（1977-），女，博士，吉林工商学院副教授，研究方向：可生物降解聚合物材料。