[发明专利]一种生物质基阶梯式双温度/pH/近红外刺激响应性智能纳米纤维及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种生物质基阶梯式双温度/pH/近红外刺激响应性智能纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

S1.双醛纤维的制备：采用高碘酸钠将生物质纸浆纤维的纤维素结构单元的C2和C3上的羟基选择性氧化为醛基，制备双醛纤维；

S2.羧基化纤维素纳米纤维的制备：采用TEMPO试剂将双醛纤维的纤维素结构单元的C2、C3上的醛基和C6上的羟基氧化为羧基，通过控制反应条件来调控氧化程度，制备羧基化纤维素纳米纤维；

S3.阶梯式双温度刺激响应的聚乙烯亚胺的制备：采用N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯分别与聚乙烯亚胺发生迈克尔加成反应后，再按比例混合均匀，改性后的聚乙烯亚胺具有阶梯式双温度刺激响应性；

S4.阶梯式双温度/pH刺激响应性智能纳米纤维的制备：羧基化纤维素纳米纤维与阶梯式双温度刺激响应的聚乙烯亚胺在高温下发生酰胺化反应；

S5.阶梯式双温度/pH/近红外刺激响应性智能纳米纤维的制备：阶梯式双温度/pH刺激响应性智能纳米纤维与光敏剂混合分散均匀后，离心、冷冻干燥；所述的近红外刺激响应性的光敏剂为吲哚菁绿；

所述步骤S3阶梯式双温度刺激响应的聚乙烯亚胺的制备具体操作为：在55~65℃、磁力搅拌条件下，将浓度为0.15~0.25g/mL的聚乙烯亚胺水溶液按体积比为1:3滴加到浓度为0.03~0.09g/mL的 N-异丙基丙烯酰胺水溶液中，反应22~26小时后，用液氮淬灭，得到的溶液用MWCO500D透析袋在水中透析22~26h，然后冷冻干燥得到N-异丙基丙烯酰胺修饰的聚乙烯亚胺，通过调控N-异丙基丙烯酰胺的加入量来调控低温段的低临界溶解温度介于 30-37℃之间；在55~65℃、磁力搅拌条件下，将浓度为0.06~0.07g/mL的聚乙烯亚胺水溶液按体积比为1:1滴加到浓度为0.05~0.10g/mL的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯水溶液中，反应22~26小时后，用液氮淬灭，得到的溶液用MWCO500D透析袋在水中透析22~26h，然后冷冻干燥得到甲基丙烯酸二甲氨基乙酯修饰的聚乙烯亚胺，通过调控甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的加入量来调控高温段的低临界溶解温度介于40-50℃之间，将甲基丙烯酸二甲氨基乙酯修饰的聚乙烯亚胺和N-异丙基丙烯酰胺修饰的聚乙烯亚胺按等质量比例混合，得到阶梯式双温度刺激响应的聚乙烯亚胺；聚乙烯亚胺的氨基提供pH响应性能和抗菌性能；

所述步骤S4阶梯式双温度/pH刺激响应性智能纳米纤维的制备具体操作为：将阶梯式双温度刺激响应的聚乙烯亚胺和羧基化纤维素纳米纤维按质量比为1~2.7:1分散在水中，超声处理后，在100℃下反应9~10h，然后离心沉淀，直至上清液为中性，将沉淀冷冻干燥，得到阶梯式双温度/pH刺激响应性智能纳米纤维。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1双醛纤维的制备具体操作为：向生物质纸浆纤维中加入邻苯二甲酸氢钾缓冲液，然后加入高碘酸钠，在30~40℃条件下，搅拌反应3.5~4.5h，最后加入乙二醇终止反应，洗涤，干燥，得到双醛纤维；所述生物质纸浆纤维与高碘酸钠的质量比为4:2~3。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2羧基化纤维素纳米纤维的制备具体操作为：向双醛纤维中加入磷酸钠缓冲溶液，在55~65℃条件下搅拌均匀，然后加入TEMPO，再加入次氯酸钠溶液，然后加入亚氯酸钠，氧化15~17h，加入乙醇来淬灭，洗涤、干燥，得到羧基化纤维素纳米纤维；所述双醛纤维与TEMPO的质量比为400:6~7。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S5阶梯式双温度/pH/近红外刺激响应性智能纳米纤维的制备具体操作为：将吲哚菁绿和阶梯式双温度/pH刺激响应性智能纳米纤维按质量比1~2:10超声分散于水中，室温下搅拌4~5h，离心后冷冻干燥，制得所述的阶梯式双温度/pH/近红外刺激响应性智能纳米纤维。

5.权利要求1~4任一项所述的阶梯式双温度/pH/近红外刺激响应性智能纳米纤维的制备方法制备得到的阶梯式双温度/pH/近红外刺激响应性智能纳米纤维应用于药物缓释、抗菌领域。