[发明专利]载银无机粘土和生物基材料复合膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种载银无机粘土和生物基材料复合膜的制备方法，包括以下步骤：将无机粘土与多巴胺在缓冲液中混匀，然后在碱性条件下于20‑30℃下使多巴胺聚合，得到聚多巴胺修饰的无机粘土；将聚多巴胺修饰的无机粘土与银盐水溶液混合，在20‑30℃下反应，使得银盐中的银离子还原为银纳米粒子，得到载银无机粘土；将载银无机粘土与生物基材料在低沸点溶剂中共混，然后使混合液成膜，挥发掉低沸点溶剂后得到载银无机粘土和生物基材料复合膜。本发明方法简单，所制备的复合膜克服了生物基材料功能单一、力学性能差、柔顺性差的缺点，具有良好的杀菌性。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域，尤其涉及一种载银无机粘土和生物基材料复合膜及其制备方法。

背景技术

近几十年来，石油基聚合物是最广泛的食品包装材料，由此造成了全球性的环境问题，近期出现的可降解包装材料则有利于极大的缓解这一问题。目前的食品包装市场对包装材料不再满足于单一性能，而更关注其在抗菌性能方面的表现，以延长食品保质期，缓解因食物保存不当而产生的浪费。许多生物基材料是食品安全级聚合物，同时其还具有透明度好，生物相容性高，降解性好等优点，但也存在功能单一，力学性能差等缺点。因此需要对这些生物基材料所制成的薄膜进行改性，以满足现阶段对新型活性包装的需求。

纳米银颗粒也是一种很有前景的抗菌材料，因为银纳米颗粒可以穿透细菌并通过附着在细胞膜上杀死细菌。此外，Ag纳米颗粒的大比表面积对细菌的生长也具有有效的抑制作用，因此它们已被广泛用于纺织品，水过滤，保健和食品包装领域。将金属纳米粒子银纳入聚乳酸膜中可以提高其抗微生物活性，同时不会影响其良好的生物降解性。目前常见的研究大多是将纳米金属离子直接加入膜中，仅仅对生物基材料的抗微生物性能有所提高，而对其物理性质改善较少。

受自然界贻贝粘连现象的启发，在弱碱性条件下和在室温下存在氧的情况下，多巴胺可以自聚成聚多巴胺(PDA)，其自发地将薄粘附涂层沉积到各种材料表面上。更重要的是，这些形成的粘附聚多巴胺涂层具有含有足够活性儿茶酚和胺基团，能够用作二次反应平台，将Ag+还原成Ag纳米粒子，整个反应过程温和且绿色。

以蒙脱石为代表的粘土类物质常用作填料来改善生物膜的物理性能，因此，蒙脱石等粘土类填料被广泛地应用于聚合物材料以提高其力学性能和阻隔气体的能力，但同时蒙脱石易团聚的特性又极大的影响了其应用范围。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种载银无机粘土和生物基材料复合膜及其制备方法，方法简单，所制备的复合膜克服了生物基材料功能单一、力学性能差、柔顺性差的缺点，具有良好的杀菌性。

本发明的提供了一种载银无机粘土和生物基材料复合膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将无机粘土与多巴胺在缓冲液中混匀，然后在碱性条件下于20-30℃下使多巴胺聚合，得到聚多巴胺修饰的无机粘土；

(2)将聚多巴胺修饰的无机粘土与银盐水溶液混合，在20-30℃下反应，使得银盐中的银离子还原为银纳米粒子，得到载银无机粘土；

(3)将载银无机粘土与生物基材料在低沸点溶剂中共混，然后使混合液成膜，挥发掉低沸点溶剂后得到载银无机粘土和生物基材料复合膜。

进一步地，在步骤(1)中，无机粘土为蒙脱石、高岭土、碳酸钙、硫酸钡和滑石粉中的一种或几种。优选地，无机粘土为蒙脱石。其粒径为纳米级，具体平均晶片厚度小于25nm。

进一步地，在步骤(1)中，无机粘土在缓冲液中的浓度为0.1-0.5mg/mL，所述多巴胺在缓冲液中的浓度为0.5-3.0mg/mL。优选地，无机粘土在缓冲液中的浓度为0.25mg/mL。多巴胺在缓冲液中的浓度为2mg/mL。

进一步地，在步骤(1)中，缓冲液为Tris-HCl缓冲液。缓冲液的浓度为0.005-0.02mol/L。优选的，缓冲液的浓度为0.01mol/L。