[發明專利]一種季銨鹽改性殼聚糖微球及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710166007.4
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN107094765B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 王彥波;勇括;趙新珍;閻亞利;熊春華
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: A01N43/16
• 分類號: A01N43/16;A01N59/20;A01N59/16;A01P1/00;C02F1/50;C08B37/08
• 代理公司: 33224 杭州天勤知識產權代理有限公司
• 代理人: 褚超孚

本發明公開了一種季銨鹽改性殼聚糖微球及其制備方法，制備方法包括：以交聯殼聚糖微球為母體，經充分溶脹后，加入配體氯化膽堿，調節體系pH，進行改性反應，反應完成后經洗滌、干燥得所述季銨鹽改性殼聚糖微球。本發明還提供了一種季銨鹽改性殼聚糖微球作為滅菌劑在飲用水中的應用。本發明制備的季銨鹽改性殼聚糖微球可作為新型改性殺菌劑，通過引入具有優良的殺菌效果且帶正電荷的季銨鹽，來增強滅菌效果。

技術領域

本發明屬于殺菌劑領域，具體涉及一種季銨鹽改性殼聚糖微球及其制備方法和應用。

背景技術

中國的水資源短缺已經敲響了警鐘，更重要的是水安全的現狀不容樂觀。近幾年來，飲用不合格水威脅人體健康的新聞層出不窮。這主要是由于人們以前飲用煮沸的涼開水，現在飲用桶裝水。桶裝水從制作到售賣要經過多道的工序和運輸才能到達消費者手中。此過程雖然會經過嚴格把關，但難免會在某些環節出現紕漏造成污染。桶裝水的污染大多是由細菌或其他微生物引起的中毒或感染。

目前，常見的滅菌劑包括氧化性滅菌劑、非氧化性滅菌劑、復合型滅菌劑、殼聚糖滅菌劑、固定化滅菌等等。其中氧化性滅菌劑具有滅菌力強、來源廣泛、價格低廉等優點，是應用最廣泛的滅菌劑。但是氧化性滅菌劑也有缺點：當水中有機物含量較高時，氯氣滅菌將會產生氯代有機物質，穩定性欠佳，可致癌；運輸貯藏成本高；處理工業水時，對菌垢作用能力差。非氧化性殺菌劑殺生作用持久性強、受水中環境pH值影響較小、對沉積物或黏泥有滲透、剝離作用。但費用卻較高，并且容易引起污染，也會使水中的微生物產生抗藥性。在水處理過程中，氧化性滅菌劑分解后會產生毒副產物，而非氧化性滅菌劑會有殘留在水中無法降解，造成“二次污染”。復配型殺菌劑最主要的功能是使各組分復配比的協調作用達到最大。對于殼聚糖滅菌劑，分子量在8-10萬的殼聚糖抗菌效果，防腐效果與山梨酸鉀、苯甲酸鈉相匹敵。但是該狀態的殺菌劑會殘留在水體中，不能被有效回收更不能循環使用，存在資源浪費的問題。

殼聚糖是以廣泛存在于自然界的甲殼素為基料，經過化學反應脫乙酰制得的高分子材料，化學名稱為β-(1，4)-2-氨基-2-脫氧-D-葡萄糖。一般而言，脫乙酰度(degree ofdeacetylation)大于50％或能溶于稀酸的脫乙酰基產物統稱為殼聚糖。殼聚糖儲量豐富、成本低廉、可生物降解、不易造成污染，本身具有良好的生物相容性，且無毒副作用。殼聚糖的游離氨基在一定環境下，氮原子帶有1對孤對電子，使基團氨基表現出弱堿性。游離氨基基團能夠與1個氫離子結合，從而使殼聚糖變成帶有正電荷的線形的聚電解質。吸附在負電荷表面，同時由于殼聚糖的弱堿性，其表面會帶有弱的正電荷。所以，殼聚糖是少數具有電荷性性質的天然產物，從而殼聚糖成為研究的熱點。為了提高殼聚糖的抗菌能力，科研人員把研究重點放在對其結構的改性上。

殼聚糖因具有許多優良的特性，廣泛應用化妝品、食品、化妝品、紡織、環保、農業、醫藥、電分析化學等領域。為了進一步拓展殼聚糖的應用范圍，使殼聚糖分子改性，另活潑的氨基和羥基基團得以修飾，賦予殼聚糖更多的特殊功能是現在殼聚糖開發應用的熱點領域。

因此，開發一種高效安全、使用方便、經濟實惠，同時又能不破壞營養成分，無殘留的殺菌劑成了提高水質的關鍵問題之一。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中存在的上述技術和成本問題，提供一種季銨鹽改性殼聚糖微球及其制備方法和應用，以交聯殼聚糖為母體，與氯化膽堿為配體進行合成反應，能夠獲得具有較高功能基轉化率的季銨鹽改性殼聚糖微球，該改性對飲用水具有良好的殺菌效果。

為解決上述技術難題，本發明采用以下技術方案：

一種季銨鹽改性殼聚糖微球，具有如式(Ⅰ)所示的結構：

式中，n＝1,2,3…；

所述季銨鹽改性殼聚糖微球以殼聚糖為原料，經交聯后用氯化膽堿改性得到，殼聚糖的脫乙酰度為80％～95％；粘度為50～800mPa·s。