[發明專利]一種碳納米管/細菌纖維素醫用復合薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201410687816.6
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104403131A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 李蘇楊;徐勤霞
• 申請（專利權）人: 蘇州市貝克生物科技有限公司
• 主分類號: C08L1/02
• 分類號: C08L1/02;C08K9/02;C08K7/24;C08K5/092;C08J5/18
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，具體涉及一種碳納米管/細菌纖維素醫用復合薄膜及其制備方法。

背景技術

細菌纖維素是由微生物發酵合成的多孔性網狀納米級生物高分子聚合物。它是由β-D-葡萄糖通過β-1，4-糖苷鍵結合成的直鏈分子，因此又稱為β-1，4-葡聚糖。因其由細菌合成而命名為細菌纖維素，它最早是由英國科學家Brown發現，經物理和化學方法分析確定為纖維素類物質，對該物質進行水解，水解液主要成分是葡萄糖。它由獨特的絲狀纖維組成，纖維直徑在0.01～0.10μm之間，比植物纖維素(10μm)小2～3個數量級，每一絲狀纖維由一定數量的超微纖維組成網狀結構。它與植物纖維素的主要差別在于前者不含有半纖維素、木質素等。

產生細菌纖維素的菌屬有醋酸桿菌屬、根瘤菌屬、八疊球菌屬、假單胞菌屬、固氮菌屬、氣桿菌屬和產堿菌屬等。其中木醋桿菌是最早發現，也是研究較為透徹的纖維素產生菌株，該菌可以利用多種底物生長，是目前已知合成纖維素能力最強的微生物菌株。

細菌纖維素作為一種新型納米材料已成為國際的研究熱點。但是，目前由細菌纖維素制成的聚合物膜存在機械性能差，影響了其應用的領域。

發明內容

基于上述信息，本發明的目的在于提供一種機械性能優異的碳納米管/細菌纖維素醫用復合薄膜及其制備方法。

本發明的技術方案如下：

一種碳納米管/細菌纖維素醫用復合薄膜，由細菌纖維素和碳納米管原位復合而成，其中，細菌纖維素與碳納米管的質量比為0.65～0.85:1。

碳納米管/細菌纖維素醫用復合薄膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)將細菌纖維素膜置于NaOH水溶液中，加熱煮沸30～60min，用去離子水洗滌至中性，真空干燥，然后研磨成粉狀，置于乳化機內，形成細菌纖維素乳液，備用；

(2)將碳納米管加入到由HNO₃和H₂SO₄組成的混合酸中，配制成濃度為0.01～0.1g/mL的溶液，將溶液加熱至回流，反應30～60min，過濾后用去離子水洗滌至弱酸性，在50～60℃下真空干燥12～24h后，置于去離子水中，超聲分散30～60min，制得碳納米管溶液，備用；

(3)將步驟(1)制得的細菌纖維素乳液添加到步驟(2)制得的碳納米管溶液中，并加入交聯劑，攪拌均勻，靜置脫泡，然后倒入成形模具中，冷凍24～48h，然后置于室溫下解凍12～24h，冷凍和解凍均循環三次，即得碳納米管/細菌纖維素醫用復合薄膜。

步驟(1)中，NaOH水溶液的濃度為1～5wt％。

步驟(2)中，HNO₃和H₂SO₄的質量比為1：1。

步驟(2)中，所述交聯劑為四羧酸丁烷。

步驟(2)中，成形模具為玻璃器具或陶瓷器具。

步驟(2)中，冷凍的溫度為-25～-36℃。

本發明提供的碳納米管/細菌纖維素醫用復合薄膜將碳納米管與細菌纖維素原位復合，在保留有細菌纖維素原有特性的基礎上，利用碳納米管具有較高的柔韌性、較低的質量密度和較大的縱橫比提高了細菌纖維素的機械性能，使其應用領域更廣，且制備方法簡單，適合放大生產。

具體實施方式

實施例1

將650g細菌纖維素膜置于濃度為1wt％的NaOH水溶液中，加熱煮沸30min，用去離子水洗滌至中性，在60℃下真空干燥12h，然后研磨成粉狀，置于乳化機內，轉速為10000r/min，時間120s，形成細菌纖維素乳液，備用；

將1kg碳納米管加入到由HNO₃和H₂SO₄按質量比為1：1組成的混合酸中，配制成濃度為0.01g/mL的溶液，將溶液加熱至回流，反應30min，過濾后用去離子水洗滌至弱酸性，在50℃下真空干燥24h后，置于去離子水中，超聲分散30min，制得碳納米管溶液，備用；

將制得的細菌纖維素乳液添加到制得的碳納米管溶液中，并加入催化量四羧酸丁烷，攪拌均勻，靜置脫泡，然后倒入成形模具中，在-25℃下冷凍24h，然后置于室溫下解凍24h，冷凍和解凍均循環三次，即得碳納米管/細菌纖維素醫用復合薄膜。

實施例2