[发明专利]一种高强度魔芋葡甘聚糖抗菌纳米复合薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合薄膜的制备，涉及一种高强度魔芋葡甘聚糖抗菌纳米复合薄膜的制备方法。本发明制得的材料具有柔韧性好、机械强度高以及抗菌等优点，可用于环境友好型包装材料。

背景技术

魔芋葡甘聚糖是一种天然高分子多糖，其分子中包含葡萄糖和甘露糖，β-1,4-糖苷键连接。作为一种可再生天然资源，魔芋葡甘聚糖来源充足，可生物降解，具有凝胶性、成膜性等多种特性，以及含有大量的活泼羟基，可以在魔芋葡甘聚糖的分子链上引入或脱掉一些基团，发生酯化、硝化、醚化、接枝等化学反应制备高性能的魔芋葡甘聚糖衍生物，从而获得不同用途的新材料，可广泛应用于食品、医药、化工以及生物等领域。魔芋葡甘聚糖薄膜由于魔芋葡甘聚糖吸水性强，耐水性差，在水中的溶胀度高，溶胶的流变性及稳定性差，为其更广泛的应用带来极大不便。利用魔芋葡甘聚糖上活泼基团的化学性质，对魔芋葡甘聚糖进行脱乙酰基处理，处理后的薄膜耐折度、耐水性、耐洗刷性都显著提高，综合性能明显增强。

银纳米粒子具有体积小、比表面积大、良好的化学性能、催化性能、抗菌性能和生物相容性等优点。在自然界中，几乎所有的细菌的细胞壁和细胞膜都带有负电荷，而银离子带有正电荷，银离子很容易无选择性的吸附各种细菌。银离子和细胞接触、蛋白质或其他阴离子基团结合，使原有的生物功能消失，破环膜的代谢，通过破坏膜的功能达到抗菌的目的。纳米银粒子虽然对材料的抗菌性能提高很大，但对材料的力学性能却影响不大，二维的纳米银线就不同，与其它物质复合时可以形成网状结构，网孔填充之后材料更加密实，可以显著提高材料的力学性能。目前，纳米银线仍存在易团聚、分散性差，易形成二次粒子等问题。

现有技术中，复合薄膜大多是聚合高分子，是石油化工分子的产物。在经济持续发展过程中，我们正面临着能源、环境的巨大压力。经济要发展，燃料不可少，石油则更是现代经济发展的发动机。通过天然高分子替代石油产品不仅可以节省资源和合理利用资源，一定程度上也有助于缓解国家能源危机。因此寻找具有生物可降解的环境友好型材料替代复合薄膜材料中的石油分子，已成为材料开发研究的一个趋势。现在技术中，尚未有关利用二氧化硅包覆银线制备一种高强度魔芋葡甘聚糖抗菌纳米复合薄膜的的文献报道。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术中魔芋葡甘聚糖薄膜力学强度低，抗菌性差，纳米银线易团聚、分散性差、易形成二次粒子等问题，提供一种高强度魔芋葡甘聚糖抗菌纳米复合薄膜的制备方法。本发明以天然高分子魔芋葡甘聚糖为原料，加入二氧化硅包覆纳米银线，制得一种新型复合薄膜材料；该材料具有柔韧性好、机械强度高以及抗菌等优点，可用于环境友好型包装材料。

本发明的内容是：一种高强度魔芋葡甘聚糖抗菌纳米复合薄膜的制备方法，其特征是步骤为：

a、取二氧化硅包覆纳米银线加入到蒸馏水或去离子水中，（剧烈）搅拌0.5～1小时，配制成质量百分比浓度为0.1%～0.5%的二氧化硅包覆纳米银线水溶液；

b、按二氧化硅包覆纳米银线与魔芋葡甘聚糖质量比为1：1～200的比例取魔芋葡甘聚糖，将魔芋葡甘聚糖加入到二氧化硅包覆纳米银线水溶液中并剧烈搅拌0.5～1小时，得到混合溶液；

c、将混合溶液静置12～18小时后，倒入制备复合薄膜的模具中，再于30～50℃的温度下干燥12～36小时，取出冷却至室温，制成厚度为0.1～0.3毫米的复合薄膜；

d、将复合薄膜置于质量百分比浓度为1～2%的碱的水溶液中，在30～40℃的温度下浸泡3～8小时，然后取出用水洗至中性，再于40～50℃的温度下干燥4～8小时，即制得高强度魔芋葡甘聚糖抗菌纳米复合薄膜材料；

所述质量百分比浓度为1～2%的碱的水溶液中，每100～200质量份的碱的水溶液中加入有乙醇2～8质量份。