[发明专利]一种抗菌超细纤维复合膜及制备方法

说明书

本发明提供一种抗菌超细纤维复合膜及其制备方法，所述抗菌超细纤维复合膜包括超细纤维和聚多巴胺纳米颗粒，所述聚多巴胺纳米颗粒在所述超细纤维中沿所述超细纤维的长度方向均匀分布；所述制备方法包括将盐酸多巴胺或多巴胺与水混合，调节pH，反应并分离得到聚多巴胺固体；将聚多巴胺固体溶解于水或N,N‑二甲基甲酰胺中，超声震荡使其分散均匀；将用于静电纺丝的生物相容性高分子聚合物加入到聚多巴胺溶液中充分溶解得到纺丝溶液；将纺丝溶液进行静电纺丝得到抗菌超细纤维复合膜。本发明中起抗菌作用的为聚多巴胺，制备成本低廉、易操作，比表面积大，抗菌效果优异，并且比在材料表面生长或涂敷聚多巴胺更稳定长久且不易破损，抗菌效果更有效长久。

技术领域

本发明涉及抗菌超细纤维的制造领域，特别是一种基于聚多巴胺通过静电纺丝制备抗菌超细纤维复合膜及制备方法。

背景技术

抗菌材料是指具有杀死或者抑制微生物生长繁殖的一类功能材料。但目前大多数抗菌材料是通过添加一定量的抗菌剂来使其具有抗菌性能的。抗菌剂可以分为三大类，分别是有机抗菌剂、无机抗菌剂和天然抗菌剂。无机系抗菌剂中银系抗菌剂占据着主导地位，但是对人体是否有害还没有定论。有机系抗菌剂除使用的安全性以外，还存在耐热性差、易水解、使用寿命短等问题。天然抗菌剂中具代表性的如甲壳质和壳聚糖，具有吸湿性、透气性、生物相容性、生物降解性、生物活性等优点。

静电纺丝工艺是一种简单、有效的制备超细纤维的方法，能够直接、连续地制备聚合物超细纤维。具有实验条件温和、成本低廉、易操作、可以制备的材料种类多等优势。纺丝过程可控，可根据需要纺出各种形态、各种取向的纤维以满足多种性能的要求，还可通过同轴纺丝技术得到具有核-壳结构的超细纤维，通过静电纺丝法制得的超细纤维具有比表面积大、孔隙率高、长径比大、力学性能好等特点。超细纤维在空气净化、水处理、电池隔膜、生物医用材料等领域都有重要的应用前景。

多巴胺单体是脑内分泌的一种神经递质，用来帮助细胞传送脉冲，可影响一个人的情绪，在帕金森病及阿尔茨海默病的治疗过程中起着非常重要的作用。仿生学界从海洋贻贝的黏附行为中受到启发，在对这种黏附机理的研究中发现，在水溶液条件下，多巴胺能发生氧化聚合，形成具有强黏性的聚多巴胺。研究表明，聚多巴胺属于生物材料，具有良好的生物相容性。

目前，聚多巴胺用于抗菌材料领域的研究还很少见，主要包括以下三个方面：一，在材料表面合成一层聚多巴胺薄膜，利用聚多巴胺的还原性，将溶液中的银离子还原为银单质并将其负载到材料上，使材料具备抗菌能力；二，随着多巴胺单体的聚合，合成的聚多巴胺吸附在细菌表面，抑制细菌的生长繁殖能力；三，在制备聚多巴胺涂层的过程中添加摇床震荡的条件，制备表面粗糙的聚多巴胺涂层，并首次发现这种表面粗糙的聚多巴胺薄膜具有抗菌性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的制备抗菌纤维复合膜中无机、有机抗菌剂在安全性等方面缺陷较大，制备所得抗菌纤维复合膜作用面积小、抗菌效果差、抗菌效果不持久。

为解决上述技术问题，本发明提供一种抗菌超细纤维复合膜及制备方法。

一种抗菌超细纤维复合膜，包括超细纤维和聚多巴胺纳米颗粒，所述聚多巴胺纳米颗粒在所述超细纤维中沿所述超细纤维的长度方向均匀分布。

所述聚多巴胺纳米颗粒直径在100～500nm，所述超细纤维直径100～500nm，所述聚多巴胺纳米颗粒与所述超细纤维的直径比为0.7～1.5。

一种抗菌超细纤维复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将盐酸多巴胺或多巴胺与水混合并充分溶解，调节混合溶液的pH，在恒温条件下充分搅拌发生聚合反应；

S2、反应完成后分离得到聚多巴胺固体；

S3、将聚多巴胺固体溶解于水或N,N-二甲基甲酰胺中，超声震荡使其分散均匀；