本发明专利技术涉及一种表面负载纳米银全生物可降解复合膜的快速制备方法，其制备方法包括：（1）将纤维素原料加入到有机酸和无机酸的混酸水溶液中，于40-80℃反应3-15h，待反应结束后，用去离子水水洗反应产物至中性，可得醛基化的纤维素纳米晶；（2）搅拌下，将醛基化的纤维素纳米晶加入到溶有生物可降解聚合物的有机溶液中，得到混合液；（3）将上述混合液在玻璃板上直接涂膜，产物干燥后，使用喷雾装置直接喷上银离子溶液，室温干燥后即得表面负载纳米银全生物可降解复合膜。本发明专利技术制备工艺简单快捷、廉价高效，适合于工业化批量生产；所得的多功能性复合膜生物可降解、抗菌效果明显且持久、力学与热学性能优异，应用前景广阔。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，其制备方法包括：（1）将纤维素原料加入到有机酸和无机酸的混酸水溶液中，于40-80℃反应3-15h，待反应结束后，用去离子水水洗反应产物至中性，可得醛基化的纤维素纳米晶；（2）搅拌下，将醛基化的纤维素纳米晶加入到溶有生物可降解聚合物的有机溶液中，得到混合液；（3）将上述混合液在玻璃板上直接涂膜，产物干燥后，使用喷雾装置直接喷上银离子溶液，室温干燥后即得表面负载纳米银全生物可降解复合膜。本专利技术制备工艺简单快捷、廉价高效，适合于工业化批量生产；所得的多功能性复合膜生物可降解、抗菌效果明显且持久、力学与热学性能优异，应用前景广阔。【专利说明】
本专利技术属新型多功能性全生物可降解复合膜及其制备领域，特别是涉及。
技术介绍
随着时代进步，食品的质量和安全问题越来越受到食品企业和消费者的关注。传统的聚乙烯食品保鲜膜虽然可以隔绝外部细菌对食品的污染，但无法阻止细菌在所包食品内部繁殖，与此同时，此类聚乙烯包装材料在自然条件下降解速率缓慢，如今此类塑料保鲜膜的使用已对环境造成一定污染，迫切需求一种可生物降解的替代品。生物可降解聚合物材料由于其100%生物可降解与良好的生物相容性，在食品包装材料与伤口敷料展示出迷人的前景，但单一的生物可降解聚合物力学性能和热稳定性较差。而近年来，低成本的高强高模纤维素纳米晶作为增强材料已成功的应用于高性能生物可降解复合膜的制备中(CN102775643A ；CN201110191828.6)。尤其是将复合膜材料的表面负载纳米银实现降解聚酯材料的多功能性，备受广大消费者的青睐，使得这类材料的开发成为该领域的研究热点。目前，已有研究将纳米银和纤维素纳米晶添加到聚乳酸基体中。Fortunati等人将改性后的纤维素纳米晶、纳米银与聚乳酸在150rpm、185°C共混，用3000N与200°C的条件下成膜，制得 20-80 μ m 的复合膜(Fortunati E, Armentano I, Zhou Q, IannoniaA, Saino Ej Visai Lj Berglund LA, Kenny JM.Multifunctional bionanocompositefilms of poly (lactic acid)，cellulose nanocrystals and silver nanoparticles.Carbohydrate Polymers 2012; 87:1596 - 1605)。随后，Liu 等人将从微晶纤维素酸解得到的纤维素纳米晶置于NaClO/NaBr/2，2，6，6_四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)共氧化体系中选择性氧化后，再釆用氢硼化钠将银盐还原成纳米银负载在纤维素纳米晶上，所得的复合粒子添加到水溶性聚氨酯制备成了复合材料(Liu H, Song J, Shang S，Song Z,Wang D.Cellulose nanocrystal/silver nanoparticle composites as bifunctionalnanofillers within waterborne polyurethane.ACS App 1.Mater.1n ter faces 2012;5: 2413 - 2419)。这两种方法生产要求较高，制备工艺复杂，前者纤维素纳米晶表面缺少还原点结合程度不高且分散性差，此外热稳定性也较差，后者不仅削弱了纤维素纳米晶对材料的增强效果且对金色葡萄球菌的抗菌效果也有所减弱，同时氢硼化钠原料带有毒性。此外先前本课题组采用一种自制纳米银/纤维素纳米晶复合粒子与生物可降解聚合物超声共混的方法制成一种填充纳米银纤维素纳米品复合粒子的全生物可降解复合膜，但此方法制得的复合膜中部分包埋的纳米银不能正真发挥到抗菌作用(申请号201310262255.0)。而本专利技术在本课题组先前研究的基础上，解决了其纳米银包埋于膜内的问题，而采用一步喷雾法直接将银离子附着在表面还原点上制得尺寸可控且均一的纳米银，所得复合膜中纤维素纳米晶与纳米银结合很牢靠，抗菌效果持久，并且不会影响纤维素纳米晶对膜的力学和热学性能增强作用，拓宽了该全生物可降解复合膜的应用范围。同时这种简单快捷的一步喷雾法，将纳米银负载于膜表面，降低了成本，提高原料的利用率，且抗菌效果显著，可被广泛应用于其他表面纳米粒子的制备中，同时此技术将被广泛应用于生产工业等其他领域中。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该复合膜为力学与热学性能优异的全生物可降解产品，抗菌效果好，应用前景广阔；该方法简单快捷、廉价高效，适合于工业化批量生产；所制备的纤维素纳米晶表面带有酯基利于与生物可降解聚合物复合；采用的一步喷雾法制备的纳米银粒子尺寸可控且均一，纳米银与带有还原点的纤维素纳米晶结合牢固。本专利技术的，其制备方法包括: (1)将纤维素原料加入到有机酸和无机酸的混酸水溶液中，于40-80°C反应3-15 h，待反应结束后，用去离子水水洗反应产物至中性，得到醛基化的纤维素纳米晶； (2)超声搅拌下，将醛基化的纤维素纳米晶加入到生物可降解聚合物的有机溶液中，得到混合液； (3 )将上述混合液在玻璃板上直接涂膜，产物干燥后，使用喷雾装置直接喷上银离子溶液，室温干燥后即得表面负载纳米银全生物可降解复合膜。所述步骤(I)中的纤维素原料为秸杆、麻纤维、微晶纤维素、棉花、竹纤维、木浆、竹浆中的一种或几种。所述步骤(I)中的有机酸 为甲酸、己糖醛基酸、乙醛酸中的一种或几种。所述步骤(I)中的无机酸为盐酸、硝酸、硫酸、磷酸中的一种或几种。所述步骤(I)中的有机酸和无机酸的混酸水溶液中有机酸的浓度为3-10 mol/L,无机酸的浓度为1-10 mol/L ;有机酸和无机酸的体积比为5-10:1。所述步骤(I)中纤维素原料与有机酸和无机酸的混酸水溶液的固液比为1:10-100g/mL0所述步骤(I)中的醛基化的纤维素纳米晶呈棒状或椭圆状，其粒径为10 - 200 nm。所述步骤(2)中的生物可降解聚合物的有机溶液中使用的有机溶剂为N，N - 二甲基甲酰胺、N，N- 二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二氯甲烷、1，2-氯乙烷、氯仿、丙酮、二乙二醇二甲醚或乙酸乙酯、氯苯、二氯苯中的一种或几种。所述步骤(2)中的生物可降解聚合物为聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚丁烯琥珀酸酯(PBSU)、聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)、聚乳酸(PLA)、聚乙二醇(PEG)、聚己内酯(PCL)或聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)中的一种或几种。所述步骤(2)中的醛基化的纤维素纳米晶与生物可降解聚合物质量比为1-20:80-99;醛基化的纤维素纳米晶与生物可降解聚合物在其有机溶液中的质量分数为5-30%ο所述步骤(3)中的银离子溶液为硝酸银、氯化银、银氨溶液中的一种或几种，浓度为 0.0005-0.05 mol/L。所述步骤(3)中醛基化的纤维素纳米晶与银离子溶液的固液比为1:2-500 g/mL。所述步骤(3)中的纳米银呈颗粒状或球状，其粒径为5 - 100 nm。所述步骤(3)中的复合膜厚为50 nm- 800 μ m。有益效果 本专利技术与现有技术相比具有以下显本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种表面负载纳米银全生物可降解复合膜的快速制备方法，其制备方法包括：（1）将纤维素原料加入到有机酸和无机酸的混酸水溶液中，于40?80℃反应3?15?h，待反应结束后，用去离子水水洗反应产物至中性，得到醛基化的纤维素纳米晶；（2）超声搅拌下，将醛基化的纤维素纳米晶加入到生物可降解聚合物的有机溶液中，得到混合液；（3）将上述混合液在玻璃板上直接涂膜，产物干燥后，使用喷雾装置直接喷上银离子溶液，室温干燥后即得表面负载纳米银全生物可降解复合膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：余厚咏，孙斌，王怡博，姚菊明，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：
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