[发明专利]一种低分子壳聚糖@银纳米颗粒复合膜及制备方法和应用

说明书

本发明属于材料科学与工程技术领域，公开了一种低分子壳聚糖@银纳米颗粒复合膜及制备方法和在抗菌、防腐领域中的应用。本发明制备方法包括以下步骤：将酶粉加入高分子壳聚糖的缓冲溶液中，30～60℃搅拌反应10～14h，再加入H₂O₂溶液在50～80℃反应20～60min，再在90～110℃加热5～10min，抽滤，分离，加热活化，得到低分子壳聚糖终产物；将其和聚乙烯醇加入水中，混合均匀，加入AgNPs分散液，30～90℃搅拌4～5h，再在细胞粉碎机搅拌1～2h，得到静电纺丝液；纺丝，得到低分子壳聚糖@银纳米颗粒复合膜。本发明复合膜性能优异，具有更强的抗菌效果和细菌截留能力，可应用于抗菌、防腐等领域中。

技术领域

本发明属于材料科学与工程技术领域，特别涉及一种低分子壳聚糖@银纳米颗粒复合膜及制备方法和在抗菌、防腐领域中的应用。

背景技术

随着人类的进步，人们对人体健康寄予更高的期望值，对日用化学品的安全标准要求越来越高，防腐剂作为日用化学品工业中不可或缺的添加剂之一，其安全标准也将越来越高。防腐剂一般分为合成防腐剂和天然防腐剂。现在大都使用合成防腐剂，但经长期的研究发现一些合成防腐剂有诱癌性、致畸性和易引起中毒等问题。2009年“强生含毒”事件：强生婴儿卫浴产品被曝含有甲醛及“1，4-二氧杂环乙烷”等有毒物质；2010年3月麦当劳“防腐剂”事件等，使得消费者对防腐剂，特别是合成防腐剂有谈防腐剂色变的反应，大家都已意识到化学合成防腐剂的危害性。与合成防腐剂相反，天然防腐剂具有天然、安全无毒、生物相容性好等特性。因此，近年来，天然防腐剂越来越受到大众的宠爱，天然防腐剂的研究和开发利用成了日用化学品工业的一个热点。因此，研究开发出既能高效抗菌又绿色无毒新型抗菌防腐材料是非常必要的。

壳聚糖(Chitosan)是天然糖类唯一大量存在的碱性氨基多糖，分子中有活泼的羟基和氨基，具有良好的生物相容性、生物降解性和广谱的抗菌抑菌性等，这些性质使它作为天然的抗菌剂、抗菌材料、防腐剂有着很好的应用前景。虽然壳聚糖具有很多优点，但壳聚糖的抗菌防腐效果存在缺陷，其溶解性差、pH适用范围窄、只能溶于酸性环境，低剂量壳聚糖抗菌防腐效果差、抑菌谱较窄等，因此需要对壳聚糖进行改性，克服或者削弱这种不足，从而提高壳聚糖的抗菌防腐性能，以达到合成防腐剂的各种优越性能。

低分子量壳聚糖(Low molecular weight chitosan，LMWC)相对于壳聚糖具有一些独特的理化性质。低分子量壳聚糖有着显著的抑菌抗菌作用。大量研究表明，随着壳聚糖分子量的降低，壳聚糖的抑菌、抗菌效果逐渐变强，尤其是当低聚壳聚糖的均分子量在3000左右的时候，它的抗菌抑菌效果最佳。低分子量壳聚糖分子中有大量的-NH₂和-OH强极性基团，平均分子量的降低，分子内的氧键作用也随之消弱，同时，分子链长度的缩短，增加其在水溶液中的无序程度，这使得低分子量壳聚糖具有非常好的保湿性，还使其水溶性大大改观。在制备低分子壳聚糖的方法中，H₂O₂氧化降解法，降解效率高，没有污染，但生成制备的壳聚糖产品分子量不够低；酶法合成法对环境没有污染，操作简单，反应条件温和，在多种酶中，木瓜蛋白酶来源广泛，价格便宜，对壳聚糖降解效果显著，但降解的壳聚糖产品分子量不够低。

银纳米颗粒(Silver nanoparticles，AgNPs)因其本身独特的物理化学特性得到了应用的机会，而其中的广谱抗菌性是最受到研究人员关注的。大量研究表明，纳米银能够有效抑制细菌、真菌和病毒的生长。虽然纳米银具有优异的抗菌性，但其分散性和不稳定性限制了它的应用。将纳米银与其他材料复合为纳米银的实际应用提供了解决方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种低分子壳聚糖@银纳米颗粒复合膜的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述方法制备得到的低分子壳聚糖@银纳米颗粒复合膜。

本发明的再一目的在于提供上述低分子壳聚糖@银纳米颗粒复合膜在抗菌、防腐领域中的应用。