[发明专利]一种不对称润湿性壳聚糖/淀粉复合海绵及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种具有不对称润湿性的壳聚糖/淀粉复合海绵及其制备方法。

背景技术

不对称润湿性表面即同一材料的两面表现出不同的润湿性，如一面疏水另一面表现出亲水的材料。不对称润湿性界面材料作为特殊润湿性材料中的一种，因其具有的特殊性能在流体单向运输，微流体系统，油水分离，伤口敷料等方面表现出巨大的潜在应用价值。特别是在外用伤口敷料领域，由于不对称润湿性材料的疏水面具有自清洁和防污的作用，可以有效地阻挡外来细菌和环境液体等对材料的污染和破坏，而亲水面可以吸收伤口渗液，为细胞的生长提供湿润的环境，促进伤口愈合。这解决了传统敷料在使用过程中易被外来细菌、血液等不洁净液体污染，从而造成伤口感染影响伤口愈合的不足。为此，制备不对称润湿性材料成为最近的研究热点。

Shen Liyan等(ACS Appl.Mater.Interfaces 2012,4,4476-4483)采用层层自组装的方法制备得到具有不对称润湿性的聚乙烯亚胺-Ag⁺和聚丙烯酸(PEI-Ag/PAA)₂₀的薄膜，由于该薄膜疏水的一面具有自清洁作用，可以阻挡外来细菌和环境液体等对材料的污染和破坏，亲水的一面可释放Ag⁺将伤口处的细菌杀死达到抗菌的作用，因此可作为一种伤口敷料。但此制备工艺较为复杂，需要选用专门的底材作为模版，然后在特定的pH条件下将PEI-Ag和PAA层层自组装20余次，最后在其粗糙的一面进行硅烷化改性才能制备出该膜材料，不易于大规模生产。LiuYuyang等(Langmuir,2012,28,17426-17434)采用刮涂法在棉布的一面涂覆一层含氟聚合物，干燥后制备得到一面超疏水一边亲水的不对称润湿性棉布。虽然该制备方法简单，但需要严格控制涂覆量、涂覆厚度及渗透深度来得到具有一面超疏水一边亲水的棉布，此外该不对称润湿性棉布表面含有含氟聚合物，用于伤口敷料会对生物体造成一定的毒副作用。因此，进一步探索环境友好且制备方法简单的不对称润湿性材料具有重要的实际应用价值。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种具有不对称润湿性的壳聚糖/淀粉复合海绵及其制备方法，采用的原料来源丰富、安全无毒，涉及的制备方法简单、易操作，所得复合海绵材料一面疏水一面亲水，具有良好的不对称润湿性，且透气性高、柔软性好，具有重要的实际应用价值。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种不对称润湿性壳聚糖/淀粉复合海绵的制备方法，包括如下步骤：

1)将壳聚糖、玉米淀粉于搅拌溶解于醋酸溶液中，配制壳聚糖/淀粉醋酸溶液，将此溶液倒入模具中，静置消泡后，预冷冻至完全冻实，然后进行冷冻干燥处理，随后将所得产物浸泡在碱液中除去残留的醋酸，再用去离子水反复冲洗至中性，最后将洗至中性的产物再次经冷冻干燥处理，得到壳聚糖/淀粉复合海绵体；

2)把步骤1)所得壳聚糖/淀粉复合海绵体浸泡于改性剂的乙醇溶液中，取出烘干后即得所述不对称润湿性壳聚糖/淀粉复合海绵。

按上述方案，步骤1)中所述搅拌溶解温度为55～60℃。

按上述方案，所述壳聚糖和淀粉的质量比为1:(0.5～2)。

优选的，所述壳聚糖和淀粉的质量比为1:(0.5～1)。

按上述方法，所述醋酸溶液的浓度为1～2％。

按上述方案，所述壳聚糖的脱乙酰度为70～100％，粘度为100～200mPa·s。

按上述方案，所述壳聚糖的质量与醋酸溶液的体积之比为0.01-0.03g/mL。

上述方案中，所述预冷冻的温度条件为-18℃以下，时间为8～12h。

上述方案中，所述冷冻干燥处理的工艺条件为：冷冻干燥机冷阱温度≤-40℃，真空度≤10Pa，冷冻干燥时间为16-20h。

上述方案中，所述改性剂为硬脂酸、山嵛酸、花生酸中的一种；所述改性剂的乙醇溶液中改性剂的浓度为10～50mmol/L。

上述方案中，步骤(2)中所述浸泡温度为室温，浸泡时间为5～60min。

根据上述方案制备的不对称润湿性壳聚糖/淀粉复合海绵，其一面疏水一面亲水，其中疏水面具有自清洁和防污性能，可阻挡细菌渗透及粘附、防止外来不洁净液体对材料的污染，亲水面可以吸收伤口渗液，保湿及促进伤口愈合，可应用于伤口敷料；其具有较好的透气性、保水性、生物相容性及生物降解性，在医学伤口敷料的应用上有着广阔的前景。