[發明專利]一種具有殺菌功能的柔性復合薄膜的制備及應用方法

有效

• 申請號: 201611183232.0
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106633147B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 李立東;王曉瑜;朱書賢;劉錄
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04;C08J7/06;C08J5/18;C09D1/00;C09D105/04;C09D177/04;C09D165/00;C08L83/04
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明屬于功能高分子薄膜材料領域，涉及一種具有殺菌功能的柔性復合薄膜的制備及應用方法。該柔性復合薄膜采用靜電自組裝技術制備而成，首先制備出柔性的聚二甲基硅氧烷薄膜，利用銀鏡反應在柔性薄膜中制備銀納米粒子，隨后吸附聚電解質層和熒光共軛聚電解質用于殺菌。本發明的有益效果為：制備過程簡便，無需復雜設備；薄膜中銀納米粒子的表面等離子體效應增強熒光共軛聚電解質產生活性氧物種的能力，使薄膜具有非常好的殺菌能力；薄膜具有很好的柔性；在食品安全和醫藥衛生等領域具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及功能高分子薄膜材料領域，特別涉及一種具有優異殺菌功能的柔性復合薄膜的制備及應用方法。

背景技術

細菌等微生物的存在會導致食品變質，污染醫療衛生和實驗室環境，給人們的生命和財產安全帶來損失。因此，提供無菌環境和滅菌器械對食品生產，醫療衛生用品的安全和無菌實驗環境的維持有著重要意義。熒光共軛聚電解質在光照作用下能夠產生多種活性氧分子，活性氧分子能夠與細胞進行相互作用，導致細胞的不可逆轉的死亡，因此在殺菌領域具有良好的應用前景。目前，熒光共軛聚電解質僅被用于溶液體系殺菌，不易分離回收，導致溶液體系二次污染，大大限制了其在殺菌領域的運用。

近年來，隨著對金屬表面等離子體的研究和發展，利用金屬增強熒光效應可以有效提高光敏劑產生活性氧的效率。通過靜電自組裝方法將熒光共軛聚電解質固定在柔性金屬基底表面，可以制備成功能薄膜。具有柔性的薄膜可以很好地與細菌接觸提高殺菌效果。此外，薄膜利于回收和重復使用，有效避免二次污染。因此，制備一種快捷、便于使用并且具有優異殺菌功能的柔性復合薄膜具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是克服現有熒光共軛聚電解質殺菌效率低，回收不便，僅能夠應用于溶液體系滅菌等缺陷，提供一種制備簡單、成本低廉以及利于回收和重復利用的柔性復合薄膜的制備及應用方法，薄膜具有高效殺菌性能。

本發明的技術方案是利用銀鏡反應在柔性聚二甲基硅氧烷薄膜上制備銀納米顆粒，隨后通過靜電自組裝技術在基底上制備聚電解質多層膜，最后吸附熒光共軛聚電解質制備柔性復合薄膜。利用銀納米顆粒的表面等離子體效應增強熒光共軛聚電解質產生活性氧的能力，使柔性復合薄膜具有高效殺菌性能。如圖1所示。

本發明的具體步驟如下：

步驟一、將聚二甲基硅氧烷原液與固化劑，按照體積比為8:1～12:1的比例混合后，攪拌均勻倒入平面基底上；隨后放入真空干燥箱中靜置0.5～3小時；再升溫至30～80℃溫度范圍內，保溫0.5～4小時，制得柔性的聚二甲基硅氧烷薄膜；

步驟二、將制備的聚二甲基硅氧烷薄膜放入紫外臭氧光清洗機照射3～20分鐘；隨后快速浸入濃度為0.05～1M的銀氨溶液中浸泡并攪拌5～60分鐘；之后浸入濃度為0.05～1M的葡萄糖溶液中，升溫至30～70℃溫度范圍內，保溫并攪拌10～240分鐘；沖洗干燥得到柔性銀納米薄膜；

步驟三、將制備的銀納米薄膜浸入濃度為0.1～5mg/mL陽離子型聚電解質溶液中保持10～30分鐘，沖洗干燥后浸入0.1～5mg/mL陰離子型聚電解質溶液中保持10～30分鐘沖洗干燥，重復以上過程制備聚電解質多層膜；

步驟四、將制備的聚電解質多層膜浸入濃度為10^-5～10^-3M熒光共軛聚電解質溶液中保持10～60分鐘，沖洗干燥得到具有殺菌功能的柔性復合薄膜；

步驟五、將制備的柔性復合薄膜放入待殺菌的液體中，采用輻照強度為20～100mW/cm²的白光光源照射殺傷細菌。

進一步的，所述的平面基底為聚四氟乙烯板、聚苯乙烯培養皿、石英片、硅片中的一種。

進一步的，所述的聚二甲基硅氧烷薄膜的厚度為0.2～3mm。

進一步的，所述的柔性銀納米薄膜中銀納米粒子的粒徑為30～60nm。