一种纳米纤维素与纳米甲壳素修饰的抗菌无纺布制造技术

本发明专利技术提供了一种纳米纤维素与纳米甲壳素修饰的抗菌无纺布

【技术实现步骤摘要】
一种纳米纤维素与纳米甲壳素修饰的抗菌无纺布、其制备方法及用途


[0001]本专利技术属于消毒材料
，涉及一种纳米纤维素与纳米甲壳素修饰的抗菌无纺布
、
其制备方法及用途
。

技术介绍

[0002]无纺布具有原材料来源广
、
生产工艺简单
、
生产速度快
、
生产成本低等优点，被广泛应用于棉柔巾
、
消毒湿巾等卫生护理产品的开发生产中
。
但目前的无纺布材料普遍存在亲肤性不佳
、
保水性不佳及不具备抗菌性能等问题
。
[0003]纳米纤维素和纳米甲壳素都是来源于生物质的纳米材料，具备良好的生物相容性
、
生物降解性和低致敏性，具有比表面积大
、
结晶度高，拥有大量的羟基
、
羧基及阳离子集团，纳米甲壳素还具有抗菌活性，在造纸
、
卫生护理产品
、
化妆品和生物医学领域具有巨大的潜在应用价值
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种纳米纤维素与纳米甲壳素修饰的抗菌无纺布
、
其制备方法及用途，采用带负电的纳米纤维素和带正电的纳米甲壳素对无纺布进行交替多次浸泡，通过层层沉积自组装技术对无纺布进行表面修饰，获得了具有优异机械性能和抗菌性能的无纺布
。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
>[0006]第一方面，本专利技术提供了一种纳米纤维素与纳米甲壳素修饰的抗菌无纺布的制备方法，所述制备方法包括：
[0007]（Ⅰ）将无纺布浸泡于纳米纤维素溶液中，或在无纺布表面喷涂纳米纤维素溶液；
[0008]（Ⅱ）将无纺布再次浸泡于纳米甲壳素溶液中，或在无纺布表面喷入纳米甲壳素溶液；
[0009]（Ⅲ）交替重复进行步骤（Ⅰ）和步骤（Ⅱ），随后经冲洗干燥后得到所述抗菌无纺布
。
[0010]纳米纤维素和纳米甲壳素均属天然高分子多糖，在化学结构上具有相似性，区别仅在于纳米纤维素中含有羟基而纳米甲壳素中含有羟基和酰胺基，因此，由于纳米纤维素和纳米甲壳素在分子结构上的相似性使得二者具有较好的相容性
。
本专利技术采用带负电的纳米纤维素和带正电的纳米甲壳素对无纺布进行交替多次浸泡，通过层层沉积自组装技术对无纺布进行表面修饰，获得了具有优异机械性能和抗菌性能的无纺布
。
[0011]在纳米纤维素和纳米甲壳素的交替浸泡过程中既包括化学吸附作用也包括物理吸附作用，一方面，纳米纤维素可以通过静电力
、
氢键作用和配位作用对无纺布进行表面修饰
。
同时，由于纳米甲壳素的表面含有大量的氨基官能团，氨基官能团中含有孤对电子，可以与溶液中氢离子易形成配位键
NH
3+
，而纳米纤维素表面上的羧酸根离子可与
NH
3+
发生反应形成新的化学键，从而实现化学吸附作用
。
另一方面，纳米甲壳素表面带正电荷，纳米纤
维素表面带负电荷，二者之间可以通过静电吸引作用实现物理吸附，此外，纳米甲壳素与纳米纤维素之间还可以通过氢键作用结合，实现原位层层自组装
。
[0012]纳米甲壳素可以吸附在细菌胞体表面从而形成一层高分子膜，阻止了营养物质向细菌胞体内输送，从而起到了抑菌灭菌作用，纳米甲壳素的分子量越大，所形成的高分子膜越致密，越能阻止营养物质进入细菌胞体，抑菌效果越显著
。
同时，纳米甲壳素还可以渗透进入细菌胞体内，由于纳米甲壳素带正电荷，可与细菌表面产生的酸性物质如脂多糖
、
磷壁质酸
、
糖醛磷壁质
、
荚膜多糖等相互作用，使其生理功能紊乱；同时，还可以吸附细菌胞体内带有阴离子的细胞质而发生絮凝作用，扰乱细菌正常的生理活动，从而实现抗菌抑菌效果，纳米甲壳素的分子量越小，越容易进入细菌细胞壁的空隙结构，干扰细胞的新陈代谢
。
[0013]本专利技术利用带相反电荷的纳米甲壳素和纳米纤维素在无纺布表面交替沉积层层自组装，构筑了有序的多层结构，提高了无纺布
、
纳米甲壳素与纳米纤维素三者之间的化学键连结构，从而提升了抗菌无纺布的机械性能
。
此外，基于纳米甲壳素的抑菌作用，赋予了无纺布一定的抑菌能力
。
同时，纳米纤维素和纳米甲壳素复合后还可以提升无纺布的吸水性和亲肤性
。
因此，本专利技术制备得到的抗菌无纺布可用于食品包装
、
生产手术缝合线
、
医用敷料
、
抗菌材料
、
吸附材料
、
分离膜和保健内衣等产品，在生物
、
医药
、
水处理以及传统的纺织领域都展现出极大的应用前景和商业价值
。
[0014]本专利技术提供的抗菌无纺布的制备过程中采用的纳米纤维素和纳米甲壳素均是天然合成的高分子材料，具有生物可降解性，是真正的绿色环保原料
。
而通常使用的抗菌剂都存在一定生理毒性，对人体皮肤
、
眼睛也有刺激，此外，采用化学抗菌剂处理的无纺布在多次水洗后其抗菌作用会出现不同程度的衰减，且易产生耐药性
。
而本专利技术以纳米甲壳素作为抗菌材料，对人体的刺激性
、
急性毒性
、
亚急性毒性
、
慢性毒性和过敏性毒性均较低，且抗菌抑菌能力更加持久，不存在耐药性等副作用，具有抗炎止血
、
促进伤口愈合的效果，对烧烫伤和皮肤外伤等具有很好的抗菌止血功效
。
此外，本专利技术提供的制备过程仅需使用纳米纤维素和纳米甲壳素，无需使用其他有机溶剂，生产过程绿色环保，无废水污水排放等污染问题
。
[0015]作为本专利技术一种优选的技术方案，步骤（Ⅰ）中，所述纳米纤维素溶液包括纤维素纳米晶水溶液
、
纤维素纳米纤维水溶液
、
磷酸化纳米纤维晶水溶液或磷酸化纤维素纳米纤维水溶液中的任意一种或至少两种的组合
。
[0016]纳米纤维素表面具有化学性质活泼的羟基，易于改性和表面修饰，通过化学改性可以得到一系列改性纳米纤维素
、
纳米纤维素衍生物及其共聚物，如磷酸化纤维素纳米纤维
、
磷酸化纳米纤维晶
、
羧基化纤维素纳米纤维
、
羧基化纳米纤维晶
、
羧甲基纤维素纳米纤维和羧甲基纳米纤维晶等
。
通过化学改性可以极大地改善纳米纤维素的可溶性
、
分散性
、
流变性和稳定性等物理性能
。
此外，通过化学改性在纳米纤维素表面引入羧基等极性官能团，可使得纳米纤维素的负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种纳米纤维素与纳米甲壳素修饰的抗菌无纺布的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：（Ⅰ）将无纺布浸泡于纳米纤维素溶液中，或在无纺布表面喷涂纳米纤维素溶液；（Ⅱ）将无纺布再次浸泡于纳米甲壳素溶液中，或在无纺布表面喷入纳米甲壳素溶液；（Ⅲ）交替重复进行步骤（Ⅰ）和步骤（Ⅱ），随后经冲洗干燥后得到所述抗菌无纺布
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（Ⅰ）中，所述纳米纤维素溶液包括纤维素纳米晶水溶液
、
纤维素纳米纤维水溶液
、
磷酸化纳米纤维晶水溶液或磷酸化纤维素纳米纤维水溶液中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述纳米纤维素溶液的质量分数为
0.1
‑
1.5wt%。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（Ⅰ）中，所述浸泡的时间为
0.25
‑
2h
；优选地，在浸泡过程中对无纺布进行搅拌，所述搅拌的转速为
200
‑
1500r/min
；优选地，所述喷涂的压力为
0.4
‑
0.6MPa
；优选地，所述无纺布表面的喷涂宽度为
10
‑
20cm
；优选地，所述喷涂的流量为
40
‑
100L/min
；优选地，所述喷涂的时间为1‑
5min。4.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（Ⅱ）中，所述纳米甲壳素溶液包括甲壳素纳米晶水溶液和
/
或甲壳素纳米纤维水溶液；优选地，所述纳米甲壳素溶液的质量分数为

【专利技术属性】
技术研发人员：常恒，刘朝辉，黄仁亮，苏荣欣，
申请(专利权)人：天津大学宁波永续新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：