[發明專利]一種納米改性二氧化鈦-殼聚糖-姜黃素抗菌復合物的制備方法

在審

• 申請號: 202110347174.5
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113057177A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 王應紅
• 申請（專利權）人: 樂山師范學院
• 主分類號: A01N59/16
• 分類號: A01N59/16;A01N43/16;A01N35/02;A01P1/00;C09D5/14;D06M11/46;D06M15/03;D06M13/165;C14C11/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 趙麗

本發明公開了納米改性二氧化鈦?殼聚糖?姜黃素抗菌復合物的制備方法，該方法是以戊二醛為交聯劑，將制得的戊二醛?殼聚糖?姜黃素復合物凝膠與納米硅烷改性二氧化鈦水凝膠復合得到抗菌復合物。本發明使用戊二醛在一定條件下與殼聚糖中氨基反應形成希夫堿，并將殼聚糖線型高分子轉變成三維網狀結構的物質，并且形成希夫堿抗菌活性也能增強；同時，使用納米改性二氧化鈦與姜黃素復合而成的無機/有機抗菌物，既彌補了姜黃素作為抗菌劑單獨使用易被氧化、熱穩定性及抗菌持久性差的缺陷，也降低了二氧化鈦的使用成本，更加安全、環保，且抗菌持久性提高，可用作多功能抗菌顏料及涂料、皮革、紡織等的抗菌防霉劑。

技術領域

本發明屬于新型抗菌材料技術領域，具體涉及一種納米改性二氧化鈦-殼聚糖-姜黃素抗菌復合物的制備方法，該復合物可用作多功能抗菌顏料及涂料、皮革、紡織等的抗菌防霉劑。

背景技術

姜黃素是一種天然的酚類食品添加劑，從植物姜黃（姜黃）的根莖中提取。姜黃素在功能化之后對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等具有較好抗菌活性。

殼聚糖分子中還含有活性氨基陽離子基團，它能與微生物細胞壁上的陰離子發生離子作用，抑制真菌細菌的生存，所以殼聚也具有抗菌活性性。但是由于殼聚糖分子中含有大量的親水基團，較易膨脹，導致膜的尺寸和穩定性較差，對它的應用造一定的影響。

二氧化鈦的光催化作用和紫外線屏蔽的獨特功能，二氧化鈦納米顆粒能被自然光或紫外線激發，當二氧化鈦納米顆粒被小于385nm的紫外線激發，可以高效產生活性氧，能殺死細菌、真菌等。但二氧化鈦由于表面能高，容易發生團聚，在有機相中難以浸潤，分散穩定性差，用硅烷偶聯劑水解生成的硅氧烷負離子可與二氧化鈦表面羥基發生反應，包覆在二氧化鈦顆粒周圍，從而使得二氧化鈦界面的表面能降低，分散性增強，用表面活性劑也可對其更好分散。

涉及二氧化鈦改性、復合抗菌功能材料的相關專利及期刊文獻例如：專利CN111321585A公開了一種抗菌抗靜電無紡布的制備方法，在納米二氧化鈦酸溶液中加入硅烷偶聯劑、十二烷基三甲基溴化銨進行改性，并在一定工藝條件下將尼龍、丙綸無紡共混制得無紡布，具有很強的抗菌抗靜電性能，其使用穩定性高，非常適用于口罩的生產加工。專利CN105200856A公開了一種殼聚糖/二氧化鈦納米復合抗菌涂料制備方法，將乙酸溶液與天然抗菌劑殼聚糖機械攪拌，加入塑化劑及膠黏劑后得到第一分散體系；然后將乙酸溶液與納米二氧化鈦緩進行改性反應，得到第二分散體系；最后將第二分散體系加入到第一分散體系中，調節所得產物的pH，并高速分散一定時間得到殼聚糖/二氧化鈦納米復合抗菌涂料，得到抗菌效果好，還可以提高紙張的力學性能和表面性能。專利CN112021330A公開了一種納米二氧化鈦復合抗菌劑，由納米二氧化鈦、殼聚糖、聚乙烯醇、茶多酚和丁香酚制備而成，制得有機/無機復合抗菌涂料，存在一定的協同作用，改善了殼聚糖、納米二氧化鈦作為抗菌劑單獨使用時的缺點，具有殺菌效果好的特點。“殼聚糖/姜黃素混合膜的抗菌性能研究”，《廣州化工》，高孟秋等，2019年第01期，文中記載了通過溶液流延法制備姜黃素/殼聚糖混合膜，其抗菌實驗表明，復合膜的抗菌活性比殼聚糖純膜強，且隨著姜黃素含量增加其抗菌性能也增強。以及專利CN107475812A公開了一種靜電紡制備殼聚糖/姜黃素納米抗菌敷料的方法，將殼聚糖在攪拌下溶解，將一定量的姜黃素加入到乙醇中，超聲15分鐘，至完全溶解；混合攪拌，得到紡絲溶液；采用上述的紡絲溶液進行靜電紡絲，得到納米抗菌敷料，最后真空干燥，即得，可獲得直徑和孔徑在納米級的膜材料。

從上述現有技術可以看出：1、納米二氧化鈦通過改性后具有很強的抗菌抗靜電性能；2、二氧化鈦與殼聚糖進行復合，不但抗菌效果好，還可以提高復合材料的力學性能和表面性能；3、姜黃素與殼聚糖進行復合，復合材料的抗菌活性比單一的殼聚糖強。但是現有的復合抗菌功能材料并沒有克服殼聚糖本身穩定性差的問題，因此，如何將納米二氧化鈦、殼聚糖、姜黃素三種抗菌材料進行有效的復合利用，達到在提高復合材料抗菌性能的同時增加其穩定性及抗菌長效性，從而研發一種性能優異的復合材料非常必要。

發明內容