一種抗菌無紡布及其制備方法與應用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗菌無紡布及其制備方法與應用，該抗菌無紡布由摻雜了銀納米線的殼聚糖?聚乙烯醇復合納米纖維制成，并且銀納米線嵌于殼聚糖?聚乙烯醇復合納米纖維中；銀納米線的含量占該抗菌無紡布總質(zhì)量的0.1～1％。其制備方法包括：制備包含銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇的紡絲液；在該紡絲液中，殼聚糖和聚乙烯醇兩者總質(zhì)量占該紡絲液總質(zhì)量的5～10％；再采用靜電紡絲法將該紡絲液制成抗菌無紡布。該抗菌無紡布用于醫(yī)療抑菌產(chǎn)品。本發(fā)明不僅具有良好的生物相容性和抗菌殺菌能力，而且制備方法簡單、對環(huán)境友好，能夠有效減少或避免銀納米材料的脫落，使該抗菌無紡布能夠長時間保持顯著的殺菌效果，從而延長了該抗菌無紡布的使用壽命。
【專利說明】
_種抗菌無紡布及其制備方法與應用
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及抗菌無紡布領域，尤其涉及一種抗菌無紡布及其制備方法與應用。
【背景技術】
[0002]抗菌無紡布是衛(wèi)生、醫(yī)療領域廣泛應用的無紡布產(chǎn)品，通常采用聚酯纖維、聚酰胺纖維、聚四氟乙烯纖維、聚丙烯纖維、碳纖維、玻璃纖維等材料制備而成。
[0003]為了提升抗菌無紡布的抗菌效果，人們不斷研制各種材質(zhì)的抗菌無紡布。殼聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性，而且具有較強的抗菌、止血、促進傷口愈合等性能，因此采用殼聚糖制備抗菌無紡布越來越受到人們的關注。
[0004]銀納米材料具有較強的抑菌殺菌作用和廣譜抗菌活性，而且具有量子效應、小尺寸效應和極大的比表面積，因此銀納米材料具有傳統(tǒng)無機抗菌劑無法比擬的抗菌效果。為此，人們提出了在聚合物纖維表面負載銀納米顆粒的抗菌無紡布，但這種抗菌無紡布在經(jīng)過多次清洗后，銀納米顆粒會出現(xiàn)脫落，從而會導致該抗菌無紡布的抗菌性能大幅下降，因此這限制了這種抗菌無紡布的應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術中的上述不足之處，本發(fā)明提供了一種抗菌無紡布及其制備方法與應用，不僅具有良好的生物相容性和抗菌殺菌能力，而且制備方法簡單、對環(huán)境友好，能夠有效減少或避免銀納米材料的脫落，使該抗菌無紡布能夠長時間保持顯著的殺菌效果，從而延長了該抗菌無紡布的使用壽命。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0007]—種抗菌無紡布，由摻雜了銀納米線的殼聚糖-聚乙烯醇復合納米纖維制成，并且銀納米線嵌于殼聚糖-聚乙稀醇復合納米纖維中；其中，銀納米線的含量占該抗菌無紡布總質(zhì)量的0.1?1%。
[0008]優(yōu)選地，所述銀納米線的直徑為30?50納米，長度為I?10微米。
[0009 ] 一種抗菌無紡布的制備方法，包括以下步驟:
[0010]步驟A、制備包含銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇的紡絲液;在該紡絲液中，殼聚糖和聚乙烯醇兩者總質(zhì)量占該紡絲液總質(zhì)量的5?10%，殼聚糖的質(zhì)量占殼聚糖和聚乙烯醇兩者總質(zhì)量的10?90%，銀納米線的質(zhì)量占銀納米線、殼聚糖和聚乙稀醇三者總質(zhì)量的0.1?1%；
[0011]步驟B、采用靜電紡絲法將步驟A中所述的紡絲液制成上述的抗菌無紡布。
[0012]優(yōu)選地，所述銀納米線的直徑為30?50納米，長度為I?10微米。
[0013]優(yōu)選地，所述的制備包含銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇的紡絲液采用以下方法:將銀納米線與殼聚糖的乙酸溶液和聚乙烯醇的水溶液混合在一起，并進行濃度調(diào)整，從而制得包含銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇的紡絲液。
[0014]優(yōu)選地，所述殼聚糖的乙酸溶液由殼聚糖溶于質(zhì)量分數(shù)為90%的乙酸中制備而成。
[0015]優(yōu)選地，所述的聚乙烯醇的水溶液由聚乙烯醇與去離子水混合并在90°C下加熱4小時制備而成。
[0016]優(yōu)選地，所述采用靜電紡絲法將步驟A中所述的紡絲液制成上述技術方案中所述的抗菌無紡布包括:將步驟A中制得的紡絲液稀釋加入到靜電紡絲機的注射器中，并以0.5?5mL/h的速度進行栗進，從而使所述紡絲液從所述注射器的出液口噴出，形成紡絲細流；在所述注射器的出液口處設置電壓為12?24KV的高壓電場，并采用鋁箔接收所述紡絲細流;所述紡絲細流穿過所述高壓電場，并夾帶電荷噴射到鋁箔上;這些紡絲細流在鋁箔上固化后，即制得上述技術方案中所述的抗菌無紡布。
[0017]優(yōu)選地，所述的靜電紡絲法中，紡絲溫度為15?35°C，紡絲接收距離為15?20CM，紡絲時間為10?60min。
[0018]上述技術方案中所述的抗菌無紡布用于醫(yī)療抑菌產(chǎn)品。
[0019]由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，本發(fā)明所提供的抗菌無紡布是由摻雜了銀納米線的殼聚糖-聚乙烯醇復合納米纖維制成的，并且銀納米線嵌于殼聚糖-聚乙烯醇復合納米纖維中，因此銀納米線不易發(fā)生脫落，而且銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇三者的優(yōu)良特性能夠充分發(fā)揮，這可以使該抗菌無紡布能夠長時間保持良好的生物相容性和抗菌殺菌能力，延長該抗菌無紡布的使用壽命。由此可見，本發(fā)明不僅具有良好的生物相容性和抗菌殺菌能力，而且制備方法簡單、對環(huán)境友好，能夠有效減少或避免銀納米材料的脫落，使該抗菌無紡布能夠長時間保持顯著的殺菌效果，從而延長了該抗菌無紡布的使用壽命，十分適合在醫(yī)療抑菌領域廣泛應用。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0021]圖1為本發(fā)明實施例1中制得的抗菌無紡布的掃描電鏡照片。
【具體實施方式】
[0022]下面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0023]下面對本發(fā)明所提供的抗菌無紡布及其制備方法與應用進行詳細描述。
[0024](— ) 一種抗菌無紡布
[0025]一種抗菌無紡布，由摻雜了銀納米線的殼聚糖-聚乙烯醇復合納米纖維制成，并且銀納米線嵌于殼聚糖-聚乙烯醇復合納米纖維中；所述銀納米線嵌于殼聚糖-聚乙烯醇復合納米纖維中是指每個銀納米線至少有一部分被包覆在殼聚糖-聚乙烯醇復合納米纖維內(nèi)，也就是說，銀納米線完全被包覆在殼聚糖-聚乙烯醇復合納米纖維內(nèi)，和/或，銀納米線的一部分被包覆在殼聚糖-聚乙烯醇復合納米纖維內(nèi)而其他部分暴露在殼聚糖-聚乙烯醇復合納米纖維外。其中，銀納米線的含量占該抗菌無紡布總重量的0.1?1%;所述銀納米線的直徑為30?50納米，長度為I?10微米。
[0026](二)上述抗菌無紡布的制備方法
[0027 ] 一種上述抗菌無紡布的制備方法，包括以下步驟:
[0028]步驟A、制備包含銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇的紡絲液;在該紡絲液中，殼聚糖和聚乙烯醇兩者總質(zhì)量占該紡絲液總質(zhì)量的5?10%，殼聚糖的質(zhì)量占殼聚糖和聚乙烯醇兩者總質(zhì)量的10?90%，銀納米線的質(zhì)量占銀納米線、殼聚糖和聚乙稀醇三者總質(zhì)量的0.1?
[0029]具體地，所述的制備包含銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇的紡絲液可采用以下方法:將銀納米線與殼聚糖的乙酸溶液和聚乙烯醇的水溶液混合在一起，并進行濃度調(diào)整，從而制得包含銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇的紡絲液。其中，所述銀納米線采用直徑為30?50納米、長度為I?10微米的銀納米線。所述的殼聚糖的乙酸溶液可以由殼聚糖溶于質(zhì)量分數(shù)為90%的乙酸水溶液中制備而成。所述的聚乙烯醇的水溶液可以由聚乙烯醇與去離子水混合并在90°C下加熱4小時制備而成。在實際應用中，根據(jù)所采用的殼聚糖的乙酸溶液和聚乙烯醇的水溶液的濃度的不同，可以采用向銀納米線、殼聚糖的乙酸溶液、聚乙烯醇的水溶液三者的混合液中加入去離子水來實現(xiàn)濃度調(diào)整，也可以采用蒸發(fā)掉銀納米線、殼聚糖的乙酸溶液、聚乙烯醇的水溶液三者的混合液中水分來實現(xiàn)濃度調(diào)整。
[0030]步驟B、采用靜電紡絲法將步驟A中所述的紡絲液制成上述抗菌無紡布。
[0031]具體地，所述采用靜電紡絲法將步驟A中所述的紡絲液制成上述抗菌無紡布包括:將步驟A中制得的紡絲液加入到靜電紡絲機的注射器中，并以0.5?5mL/h的速度進行栗進，從而使所述紡絲液從所述注射器的出液口噴出形成紡絲細流;在所述注射器的出液口處設置電壓為12?24KV的高壓電場，并采用鋁箔接收所述紡絲細流;所述紡絲細流穿過所述高壓電場，并夾帶電荷噴射到鋁箔上；這些紡絲細流在鋁箔上固化后，即制得上述抗菌無紡布。在實際應用中，靜電紡絲過程中的紡絲溫度最好為15?35°C，紡絲接收距離(所述紡絲接收距離是指接收器到注射器的出液口之間的距離，在此處為鋁箔與注射器的出液口之間的距離)最好為15?20CM，紡絲時間最好為10?60min，通過控制紡絲時間可以有效控制所制得的抗菌無紡布的厚度。
[0032]進一步地，本發(fā)明所提供的抗菌無紡布的制備方法是采用靜電紡絲法將銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇一體成型，從而形成了摻雜銀納米線的納米纖維無紡布，并且銀納米線至少有一部分被包覆在了殼聚糖-聚乙烯醇復合納米纖維內(nèi)，因此這能夠有效減少或避免銀納米線發(fā)生脫落(即使經(jīng)過多次清洗也不容易脫落)，顯著增加該抗菌無紡布的殺菌效果，使該抗菌無紡布能夠長時間保持顯著的殺菌效果，延長該抗菌無紡布的使用壽命。此夕卜，由于該抗菌無紡布是由摻雜了銀納米線的殼聚糖-聚乙烯醇復合納米纖維制成的，并且銀納米線是嵌于殼聚糖-聚乙稀醇復合納米纖維中，因此該抗菌無紡布中銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇三者的優(yōu)良特性能夠充分發(fā)揮，從而使該抗菌無紡布具有良好的生物相容性和抗菌殺菌能力，并且對環(huán)境友好，十分適合在醫(yī)療抑菌領域廣泛應用。
[0033]為了更加清晰地展現(xiàn)出本發(fā)明所提供的技術方案及所產(chǎn)生的技術效果，下面以具體實施例對本發(fā)明所提供的抗菌無紡布進行詳細描述。
[0034]實施例1
[0035]—種抗菌無紡布，采用以下步驟制備而成:
[0036]步驟al、將殼聚糖粉末溶于質(zhì)量分數(shù)為90%的乙酸中，并在室溫下攪拌3小時，從而制得殼聚糖質(zhì)量濃度為15%的殼聚糖的乙酸溶液。
[0037]步驟bl、將聚乙烯醇與去離子水混合，并以90°C進行4小時油浴加熱，從而制得聚乙烯醇質(zhì)量濃度為10%的聚乙烯醇的水溶液。
[0038]步驟Cl、將0.05克銀納米線與36克步驟al制得的殼聚糖的乙酸溶液和6克步驟bl制得的聚乙烯醇的水溶液混合在一起，并加入去離子水稀釋，制得100克包含銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇的紡絲液;在該紡絲液中，殼聚糖和聚乙烯醇兩者總質(zhì)量占該紡絲液總質(zhì)量的6%，殼聚糖的質(zhì)量占殼聚糖和聚乙烯醇兩者總質(zhì)量的90%，銀納米線的質(zhì)量約占銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇三者總質(zhì)量的0.826%。
[0039]步驟dl、采用現(xiàn)有技術中的靜電紡絲機對步驟Cl制得的紡絲液進行靜電紡絲——向步驟Cl制得的紡絲液中加入去離子水，并攪拌2小時，從而將步驟Cl中制得的紡絲液稀釋成殼聚糖和聚乙烯醇總體的質(zhì)量濃度為6%的紡絲液，然后靜置一段時間脫泡，再加入到靜電紡絲機的注射器中，并以0.5mL/h的速度進行栗進，從而使所述紡絲液從該注射器的出液口噴出形成紡絲細流;該注射器的出液口為金屬針頭，在該金屬針頭上通入18KV的高壓電，并將鋁箔固定在靜電紡絲機的輥型接收器上用于接收所述紡絲細流，而該輥型接收器的轉(zhuǎn)速為300r/min，鋁箔與注射器的出液口之間的距離為15cm;所述紡絲細流在高壓電作用下發(fā)生劈裂和牽伸，并且在射流飛行過程中溶劑揮發(fā)，纖維固化而沉積到鋁箔上，紡絲時間為15min，從而即制得掃描電鏡照片如圖1所示的抗菌無紡布。
[0040]實施例2
[0041]—種抗菌無紡布，采用以下步驟制備而成:
[0042]步驟a2、將殼聚糖粉末溶于質(zhì)量分數(shù)為90%的乙酸中，并在室溫下攪拌3小時，從而制得殼聚糖質(zhì)量濃度為15%的殼聚糖的乙酸溶液。
[0043]步驟b2、將聚乙烯醇與去離子水混合，并以90°C進行4小時油浴加熱，從而制得聚乙烯醇質(zhì)量濃度為10%的聚乙烯醇的水溶液。
[0044]步驟c2、將0.01克銀納米線與40克步驟a2制得的殼聚糖的乙酸溶液和20克步驟b2制得的聚乙烯醇的水溶液混合在一起，并加入去離子水稀釋，制得100克包含銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇的紡絲液;在該紡絲液中，殼聚糖和聚乙烯醇兩者總質(zhì)量占該紡絲液總質(zhì)量的8%，殼聚糖的質(zhì)量占殼聚糖和聚乙稀醇兩者總質(zhì)量的75%，銀納米線的質(zhì)量占銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇三者總質(zhì)量的0.125%。
[0045]步驟d2、采用現(xiàn)有技術中的靜電紡絲機對步驟c2制得的紡絲液進行靜電紡絲——向步驟c2制得的紡絲液中加入去離子水，并攪拌2小時，從而將步驟c2中制得的紡絲液稀釋成殼聚糖和聚乙烯醇總體的質(zhì)量濃度為8%的紡絲液，然后靜置一段時間脫泡，再加入到靜電紡絲機的注射器中，并以0.5mL/h的速度進行栗進，從而使所述紡絲液從該注射器的出液口噴出形成紡絲細流;該注射器的出液口為金屬針頭，在該金屬針頭上通入20KV的高壓電，并將鋁箔固定在靜電紡絲機的輥型接收器上用于接收所述紡絲細流，而該輥型接收器的轉(zhuǎn)速為800r/min，鋁箔與注射器的出液口之間的距離為15cm;所述紡絲細流在高壓電作用下發(fā)生劈裂和牽伸，并且在射流飛行過程中溶劑揮發(fā)，纖維固化而沉積到鋁箔上，紡絲時間為20min，從而即制得抗菌無紡布。
[0046]實施例3
[0047]一種抗菌無紡布，采用以下步驟制備而成:
[0048]步驟a3、將殼聚糖粉末溶于質(zhì)量分數(shù)為90%的乙酸中，并在室溫下攪拌3小時，從而制得殼聚糖質(zhì)量濃度為15%的殼聚糖的乙酸溶液。
[0049]步驟b3、將聚乙烯醇與去離子水混合，并以90°C進行4小時油浴加熱，從而制得聚乙烯醇質(zhì)量濃度為10%的聚乙烯醇的水溶液。
[0050]步驟c3、將0.08克銀納米線與40克步驟a3制得的殼聚糖的乙酸溶液和40克步驟b3制得的聚乙烯醇的水溶液混合在一起，并加入去離子水稀釋，制得100克包含銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇的紡絲液;在該紡絲液中，殼聚糖和聚乙烯醇兩者總質(zhì)量占該紡絲液總質(zhì)量的10%，殼聚糖的質(zhì)量占殼聚糖和聚乙烯醇兩者總質(zhì)量的60%，銀納米線的質(zhì)量約占銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇三者總質(zhì)量的0.794%。
[0051 ]步驟d3、采用現(xiàn)有技術中的靜電紡絲機對步驟c3制得的紡絲液進行靜電紡絲——向步驟c3制得的紡絲液中加入去離子水，并攪拌2小時，從而將步驟c3中制得的紡絲液稀釋成殼聚糖和聚乙烯醇總體的質(zhì)量濃度為10%的紡絲液，然后靜置一段時間脫泡，再加入到靜電紡絲機的注射器中，并以0.5mL/h的速度進行栗進，從而使所述紡絲液從該注射器的出液口噴出形成紡絲細流;該注射器的出液口為金屬針頭，在該金屬針頭上通入24KV的高壓電，并將鋁箔固定在靜電紡絲機的輥型接收器上用于接收所述紡絲細流，而該輥型接收器的轉(zhuǎn)速為1000r/min，鋁箔與注射器的出液口之間的距離為20cm;所述紡絲細流在高壓電作用下發(fā)生劈裂和牽伸，并且在射流飛行過程中溶劑揮發(fā)，纖維固化而沉積到鋁箔上，紡絲時間為30min，從而即制得抗菌無紡布。
[0052]綜上可見，本發(fā)明實施例不僅具有良好的生物相容性和抗菌殺菌能力，而且制備方法簡單、對環(huán)境友好，能夠有效減少或避免銀納米材料的脫落，使該抗菌無紡布能夠長時間保持顯著的殺菌效果，從而延長了該抗菌無紡布的使用壽命。
[0053]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種抗菌無紡布，其特征在于，由摻雜了銀納米線的殼聚糖-聚乙稀醇復合納米纖維制成，并且銀納米線嵌于殼聚糖-聚乙烯醇復合納米纖維中； 其中，銀納米線的含量占該抗菌無紡布總質(zhì)量的0.1?I %。2.根據(jù)權利要求1所述的抗菌無紡布，其特征在于，所述銀納米線的直徑為30?50納米，長度為I?10微米。3.一種抗菌無紡布的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟A、制備包含銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇的紡絲液;在該紡絲液中，殼聚糖和聚乙烯醇兩者總質(zhì)量占該紡絲液總質(zhì)量的5?10%，殼聚糖的質(zhì)量占殼聚糖和聚乙烯醇兩者總質(zhì)量的10?90%，銀納米線的質(zhì)量占銀納米線、殼聚糖和聚乙稀醇三者總質(zhì)量的0.1?I % ； 步驟B、采用靜電紡絲法將步驟A中所述的紡絲液制成上述權利要求1至2中任一項所述的抗菌無紡布。4.根據(jù)權利要求3所述的抗菌無紡布的制備方法，其特征在于，所述銀納米線的直徑為30?50納米，長度為I?10微米。5.根據(jù)權利要求3或4所述的抗菌無紡布的制備方法，其特征在于，所述的制備包含銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇的紡絲液采用以下方法:將銀納米線與殼聚糖的乙酸溶液和聚乙烯醇的水溶液混合在一起，并進行濃度調(diào)整，從而制得包含銀納米線、殼聚糖和聚乙烯醇的紡絲液。6.根據(jù)權利要求5所述的抗菌無紡布的制備方法，其特征在于，所述的殼聚糖的乙酸溶液由殼聚糖溶于質(zhì)量分數(shù)為90%的乙酸中制備而成。7.根據(jù)權利要求5所述的抗菌無紡布的制備方法，其特征在于，所述的聚乙烯醇的水溶液由聚乙烯醇與去離子水混合并在90°C下加熱4小時制備而成。8.根據(jù)權利要求3或4所述的抗菌無紡布的制備方法，其特征在于，所述采用靜電紡絲法將步驟A中所述的紡絲液制成上述權利要求1至2中任一項所述的抗菌無紡布包括: 將步驟A中制得的紡絲液稀釋加入到靜電紡絲機的注射器中，并以0.5?5mL/h的速度進行栗進，從而使所述紡絲液從所述注射器的出液口噴出，形成紡絲細流； 在所述注射器的出液口處設置電壓為12?24KV的高壓電場，并采用鋁箔接收所述紡絲細流;所述紡絲細流穿過所述高壓電場，并夾帶電荷噴射到鋁箔上;這些紡絲細流在鋁箔上固化后，即制得上述權利要求1至2中任一項所述的抗菌無紡布。9.根據(jù)權利要求8所述的抗菌無紡布的制備方法，其特征在于，所述的靜電紡絲法中，紡絲溫度為15?35°C，紡絲接收距離為15?20CM，紡絲時間為10?60min。10.上述權利要求1至2中任一項所述的抗菌無紡布用于醫(yī)療抑菌產(chǎn)品。
【文檔編號】D01F1/10GK105908368SQ201610466092
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】于建香, 武光明, 呂曉慧
【申請人】北京石油化工學院