[發明專利]復合抗菌薄膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811024643.4
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109369964B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 譚紹早;石留軍;黃浪歡;陳登潔;張靜嫻
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: C08L1/28
• 分類號: C08L1/28;C08K13/06;C08K9/12;C08K3/08;C08K3/04;C08J5/18
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華

本發明屬于納米復合材料制備技術領域，具體涉及一種復合抗菌薄膜及其制備方法和應用。本發明以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)為偶聯劑，氧化石墨烯(GO)和負載銀的氧化鋅(Ag/ZnO)為原料，采用共價方式構建GO?IPDI?Ag/ZnO NPs(AGO)納米復合材料；最后通過溶液共混(原位乳液聚合法)制備AGO@HPC復合薄膜。將AZ納米填料引入羥丙基纖維素(HPC)基質，由于納米氧化鋅和納米銀離子之間的抗菌協同效應，以及復合材料與HPC基質之間的良好的相容性，使復合薄膜抗菌活性大幅提高，具有抗菌譜廣、抗菌效率高、耐熱性、耐紫外抗性和良好的機械性能等優點。

技術領域

本發明屬于納米復合材料制備技術領域，具體涉及一種復合抗菌薄膜及其制備方法和應用。

背景技術

隨著時間的推移，石油和天然氣這些不可再生的自然資源迅速減少，以天然氣和石油為基礎原料的各種合成的高分子多功能材料日益枯竭，且存在難降解容易造成白色污染問題，嚴重威脅到人們的日常生活，具有良好的生物相容性和可降解性能的材料越來越受到人們關注。羥丙基纖維素(Hydroxypropyl cellulose，HPC)是一種以天然纖維素為原料經化學改性而制成的半合成型高分子聚合物材料，屬于非離子型纖維素醚，它無毒，且具有優良的生物相容性和可降解性能，被認為是環保型高分子聚合物中最好的材料之一。目前，HPC廣泛被用于食品包裝、化妝品和生物醫藥領域，是一種應用廣泛的多功能輔料。

H-HPC常溫下溶于水和多種有機溶劑，具有良好的熱塑性、黏結性和成膜性，可以作為粘合劑、成膜劑、親水骨架和熱熔擠出載體等，取代基分布比較均勻、充分，H-HPC抗菌強，是應用廣泛的多功能輔料，也是目前最常用的成膜劑之一。

在過去的十幾年中，大量的研究結果表明，純的聚合物納米復合材料薄膜各種性能遠達不到生產生活中使用的要求。但是在非常低的納米填料負載下其性能得到顯著改善，聚合物中填入納米填料可以獲得強的力學性能，抗紫外線性能和抗菌性能的多功能聚合物復合薄膜材料。例如，有通過靜電紡絲技術在PLA基質中填入1wt％GO-Ag(1-7wt％)，制備出了不同含量的具有殺菌活性的新型PLA-GO-Ag雜化納米復合纖維墊(Liu C,Shen J,Yeung K W K,et al.Development and Antibacterial Performance of NovelPolylactic Acid-Graphene Oxide-Silver Nanoparticle Hybrid Nanocomposite MatsPrepared By Electrospinning[J].ACS Biomaterials ScienceEngineering,2017,3(3):471-486.)；也有通過將纖維素納米晶體(CNCs)酸水解后，將其引入HPC基質中，從而制備出纖維素納米復合材料(CNCs/HPC)膜，以獲得力學性能和穩定性能好的CNCs/HPC納米復合膜(Ma L,Wang L,Wu L,et al.Cellulosic nanocomposite membranes fromhydroxypropyl cellulose reinforced by cellulose nanocrystals[J].Cellulose,2014,21(6):4443-4454.)。但是現有技術中對于將接枝后的復合納米材料作為納米填料制備聚合物納米復合薄膜材料的研究卻很少。

發明內容

為解決現有技術的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種復合抗菌薄膜的制備方法。本發明以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)為偶聯劑，氧化石墨烯(GO)和負載銀的氧化鋅(Ag/ZnO)(AZ)為原料，采用共價方式構建GO-IPDI-Ag/ZnO NPs(AGO)納米復合材料；最后通過溶液共混(原位乳液聚合法)制備AGO@HPC復合薄膜。將AZ納米填料引入羥丙基纖維素(HPC)基質，由于納米氧化鋅和納米銀離子之間的抗菌協同效應，以及復合材料與HPC基質之間的良好的相容性，使復合薄膜抗菌活性大幅提高，具有抗菌譜廣、抗菌效率高、耐熱性、耐紫外抗性和良好的機械性能等優點。