[發明專利]一種魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝膠纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 201910256714.1
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN110067042B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 吳德群;黃凱聰;韓華;李發學;王學利;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01F8/18
• 分類號: D01F8/18;D01F1/10;C08B37/14
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

一種魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝膠纖維及其制備方法，所述方法包括：按重量份數，原料組分包括：魔芋葡甘聚糖可聚合單體50?100份，海藻酸鹽100?800份，有機胍鹽可聚合單體10?20份，去離子水10000?40000份，引發劑0.1?5份。制備過程包括三個步驟：(1)側基帶有雙鍵的改性魔芋葡甘聚糖與抗菌有機胍鹽可聚合單體的制備；(2)紡絲液制備；(3)兩步交聯法制備水凝膠纖維。本發明的制備方法簡單安全、成本低、原料豐富、實驗可重復性強；制備過程中不涉及高壓電場，無有機溶劑參與，無污染，不會對細胞造成損傷，可以實現細胞封裝；所制備的水凝膠纖維不僅均勻，尺寸可控，機械性能提高，吸水性能好，而且生物相容性好，抗菌性能優異，應用前景廣闊，尤其在衛生材料領域。

技術領域

本發明屬于水凝膠纖維及其制備領域，特別涉及一種魔芋葡甘聚糖基抗菌水 凝膠纖維的制備方法。

背景技術

水凝膠是一種有著環境敏感響應性、高吸收性和緩釋性的新型功能高分子材 料，通過氫鍵、離子鍵和共價鍵等交聯形成的具有三維網狀結構的聚合物，可吸 附大量的水分而又不被溶解，具有良好的吸水性和成膜性。水凝膠纖維不但有上 述特性，還擁有纖維或纖維狀的外形。這種纖維外形增大了其比表面積與長徑比， 不僅改善了水凝膠纖維的溶脹性能、緩釋性能、固定化能力等等性質，還賦予了 它許多新的用途。這些特點使得水凝膠纖維在組織工程、生物醫學、紡織和高分 子材料等領域有著十分光明的前景。但水凝膠纖維在應用中顯露出一些缺點，比 如含水率過高、機械性能偏低、響應時間過長等。

魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan，KGM)是繼淀粉、纖維素之后，一種 較為豐富的可再生天然高分子資源多糖，由于具有優良的膠凝性、成膜性、增稠 性和持水性等特點而被廣泛應用于食品、醫藥、化工、紡織、石油鉆探等領域。 KGM主要來源于天南星科魔芋屬多年生草本植物——魔芋的塊莖。

胍鹽類抗菌整理劑被認為是目前應用較好的抗菌整理劑,因為它具有很好的 安全性和耐久性，胍基化合物的中的胍基基團帶有很強的正電性，易吸引帶負電 荷的細胞膜，造成細胞膜破裂，從而殺死細菌。目前胍類化合物作為一種無毒高 效廣譜抗菌劑逐漸引起了人們的重視，普遍應用于水處理、醫藥、日用品等多個 領域。因此通過有機胍鹽抗菌劑與魔芋葡甘聚糖高分子單體聚合生成的水凝膠纖 維不僅具有優異的抗菌功能，而且與人體接觸時對人體無刺激作用，安全性可以 得到保障。

專利CN 104652119 B所制備的水凝膠纖維采用聚多糖與丙烯酰胺為原料， 將丙烯酰胺分子鏈上的雙鍵通過自由基聚合得到第二聚合物網絡。該專利所得凝 膠由于采用了丙烯酰胺為原料，使用安全性有待檢測，丙烯酰胺在2類致癌物清 單中。同時，所得水凝膠纖維不具備抗菌性能，在衛生材料領域的應用受限。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝膠纖維及 其制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝膠纖維 的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：魔芋葡甘聚糖可聚合單體與有機胍鹽抗菌可聚合單體的制備：

將魔芋葡甘聚糖溶解于水中，加入可自由基聚合的酸酐，調節pH值，冰水 浴攪拌反應，提純后真空干燥箱烘干得到魔芋葡甘聚糖可聚合單體；將胍基化合 物溶于有機溶劑中，加入可自由基聚合的酸酐進行反應，提純后真空干燥箱烘干 得到有機胍鹽抗菌可聚合單體；

步驟2：混合紡絲液的制備：

將魔芋葡甘聚糖可聚合單體、海藻酸鹽和有機胍鹽可聚合單體溶解在水中， 加入引發劑，攪拌至完全溶解，然后經過過濾、脫泡，制備得到含有魔芋葡甘聚 糖可聚合單體、海藻酸鹽和有機胍鹽可聚合單體的混合紡絲原液；

步驟3：兩部交聯法制備水凝膠纖維：