[發明專利]一種具有抗菌、疏水性的可降解膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810927103.0
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109183398B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 任學宏;林興煥;殷茂力;劉穎;李蓉;栗志廣
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: D06M11/79
• 分類號: D06M11/79;D06M11/46;D06M13/513;D04H1/4382;D04H1/728;D06B3/18;D06M101/32
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 何金錦

本發明公開了一種具有抗菌、疏水性的可降解膜及其制備方法，該方法包括如下步驟：(1)制得5,5?二甲基海因鈉鹽；(2)制備5,5?二甲基?3?(3'?三乙氧基硅丙基)?海因；(3)分離二氧化硅；(4)分離二氧化硅@二氧化鈦納米核殼顆粒；(5)分離具有抗菌無氟疏水的改性納米核殼復合顆粒，再將所得改性納米核殼復合顆粒配制整理液，浸染纖維膜，制成具有抗菌、疏水性的可降解膜。本發明用簡單的方法制備了可控尺寸的納米復合核殼顆粒，且可用來制備綠色可降解的抗菌疏水纖維膜。

技術領域

本發明涉及可降解材料技術領域，尤其是涉及一種無氟、疏水、抗菌的納米核殼顆粒的合成及其制備的抗菌疏水的纖維膜。

背景技術

據調查，2015年中國消耗了99.22億個包裝箱、169.85億米的膠帶及82.68 億個塑料袋，這些快遞大約會產生400多萬噸的垃圾，膠帶長度可繞地球425 圈，而這類材料大都化學穩定性較強，在自然環境下難以降解，這些垃圾需要上百年才能完全降解。此外，這些包裝物難以處理，極易造成白色污染，滋養細菌等微生物。此外，日常生活存在著各種各樣的微生物，其危害甚廣。此外，一方面，微生物在溫和的條件下容易引起材料的分解和腐敗，造成經濟方面的重大損失。另一方面，在醫學領域方面，細菌感染已成為一個嚴峻的問題。

目前，常用的抗菌劑包括金屬及其氧化物、季銨鹽、季鏻鹽、雙胍類、殼聚糖及其衍生物等，但上述抗菌劑存在種種問題，如產生副產物，有的在自然界中不易降解，有的抗菌速率慢，殺菌效率低等。鹵胺類抗菌劑是一種新型綠色有機抗菌劑，很大程度上彌補了上述缺陷，具有高效廣譜殺菌、抗菌功能可再生和安全零污染等優點。另一方面，在疏水領域含氟疏水劑和長碳鏈硅烷疏水劑研究最為廣泛。然而部分含氟化合物在使用中對自然友好性不好，會在生物體堆積有一定的危害，使其使用受限。相應的，硅氧烷類疏水劑使用更為普遍，也逐漸代替含氟類。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明申請人提供了一種具有抗菌、疏水性的可降解膜及其制備方法。本發明用簡單的方法制備了可控尺寸的納米復合核殼顆粒，且可用來制備綠色可降解的抗菌疏水纖維膜。

本發明的技術方案如下：

一種具有抗菌、疏水性的納米核殼復合顆粒，所述納米核殼復合顆粒的制備方法包括如下步驟：

(1)將5,5-二甲基海因和氫氧化鈉溶解于無水乙醇中并在90℃條件下攪拌反應10min，之后除去溶劑乙醇，真空干燥，制得5,5-二甲基海因鈉鹽；

(2)將步驟(1)制得的5,5-二甲基海因鈉鹽溶于N,N-二甲基甲酰胺中，加入γ-氯丙基三乙氧基硅烷，95℃冷凝回流反應8h，過濾、除溶劑，得到5,5-二甲基-3-(3'-三乙氧基硅丙基)-海因；

(3)將四乙氧基硅烷加入氨水與乙醇的混合溶液中，并在60℃條件下反應 2h，之后離心分離出二氧化硅；

(4)將步驟(3)制得的二氧化硅分散在乙醇水溶液中，并加入乳化劑，分散均勻后將鈦酸四丁酯滴加到混合溶液中，在50℃條件下反應8h，之后離心分離出二氧化硅@二氧化鈦納米核殼顆粒；

二氧化硅@二氧化鈦納米核殼材料為式(Ⅰ)所示結構的化合物：

(5)將步驟(4)制得的二氧化硅@二氧化鈦納米核殼顆粒在乙醇水溶液中超聲分散均勻后，加入步驟(2)制得的5,5-二甲基-3-(3'-三乙氧基硅丙基)-海因和十六烷基三乙氧基硅烷，室溫下攪拌8h，之后離心分離出具有抗菌無氟疏水的改性納米核殼復合顆粒。

步驟(1)中所述5,5-二甲基海因與氫氧化鈉的摩爾比為1:1。

步驟(2)中所述5,5-二甲基海因鈉鹽與γ-氯丙基三乙氧基硅烷的摩爾比為1:1。