[发明专利]一种用于口罩的氟化物改性纤维素膜的制备方法

说明书

本发明提供一种用于口罩的氟化物改性纤维素膜的制备方法，包括以下步骤：S1.将细菌纤维素通过预处理得到预处理细菌纤维素；S2.将步骤S1所得预处理细菌纤维素通过N,N’‑羰基二咪唑CDI激活后与水合肼反应得到肼改性纤维素；S3.将步骤S2所得肼改性纤维素与氟化物反应得到氟化物改性纤维素；S4.将步骤S3所得氟化物改性纤维素抽滤成膜后得到用于口罩的氟化物改性纤维素膜。本发明制得的氟化物改性纤维素膜能用作口罩中的过滤材料，提高口罩的吸附性能和抗菌性能。

技术领域

本发明涉及纤维素膜，特别是涉及一种用于口罩的氟化物改性纤维素膜的制备方法。

背景技术

由于工业的快速发展以及人类对自然环境的破坏，空气污染日益严重。另一方面,通过呼吸道传播的各种疾病，比如流感、禽流感等也威胁着人们的健康。大气污染的加重与传染疾病的突发导致口罩不再只是医院工作人员的专属品，而是逐渐成为人们日常生活的必需品。然而，大多数口罩例如：普通活性炭口罩、一次性医用口罩、医用护理口罩、医用外科口罩及KN95或N95口罩等仅具备过滤粒子物的作用，而并不具备杀菌和抗病毒的功能。虽然有人提出在口罩中加载药物护层等方式进行尝试，但均因成本过高而难于市场化。

在具有抗菌功能的口罩中，具有吸附功能的无纺布层和具有抗菌功能的无纺布层是分开设置的，因此存在以下缺陷：具有吸附功能的无纺布无法抑制其表面细菌的生长而降低其本身的抗菌性，而具有抗菌功能的无纺布因为没有较强的吸附能力所以其抗菌性能没有得到完全发挥。

纤维素是一种来源丰富、降解率高和生物相容性好的天然高分子材料，不仅是纺织工业和造纸工业的主要原料，还可以用来制造新型高性能功能材料和高分子复合材料，在许多技术领域中发挥重要作用。它不仅存在于植物中，某些醋菌也能将其作为细胞外产物产生。人们为了区别于植物来源的纤维素，称微生物合成的纤维素为微生物纤维素或细菌纤维素。

细菌纤维素(以下简称BC)不需要复杂的提取工艺和苛刻的化学处理，也能保持最高的纯度，有着许多植物纤维素无法比拟的优良性能，被认为是目前世界上性能最好的纤维素。其拥有独特的3D网络结构，因此可塑性较强，特别是湿态使其适合于以理想的形状生产。由于具有亲水性（99%的成分是水）、柔韧性、无毒性、良好的生物相容性和广泛的可用性，BC已被广泛应用于从食品和造纸工业到生物医学应用，如皮肤治疗、药物输送、再生医学、人造血管、组织工程支架和伤口护理等产品。然而，由于BC的性能还存在局限性，如不具有抗菌性等，限制了其在其他领域的应用。

氟在元素周期表中是一种特殊的元素，其原子半径小，具有很强的得电子能力因而在氟化物表面容易积聚电荷，吸附微小物质和病菌，化合物中引入氟原子能使其具有特殊的性能，如高表面活性、高化学稳定性、防污、防腐、耐老化等性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于口罩的氟化物改性纤维素膜的制备方法，其制得的氟化物改性纤维素膜能用作口罩中的过滤材料，提高口罩的吸附性能和抗菌性能。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种用于口罩的氟化物改性纤维素膜的制备方法，包括以下步骤：

S1.将细菌纤维素加入超纯水中，置于破壁机中打碎均匀后离心分离得到沉淀物一和上清液一，弃去上清液一后将沉淀物一加入无水甲醇一，混合均匀后离心分离得到沉淀物二和上清液二，弃去上清液二后将沉淀物二加入无水甲醇二，混合均匀后离心分离得到沉淀物三和上清液三，弃去上清液三后将沉淀物三加入无水甲醇三，混合均匀后离心分离得到沉淀物四和上清液四，弃去上清液四后将沉淀物四真空烘干得到预处理细菌纤维素并密封保存；

S2.将步骤S1所得预处理细菌纤维素加入二甲基亚砜中，磁力搅拌至分散均匀后加入N,N’-羰基二咪唑CDI，搅拌3-5小时后加入水合肼，搅拌反应22-26小时得到反应物一，将反应物一离心分离得到沉淀物五和上清液五，弃去上清液五后将沉淀物五分别用超纯水和无水甲醇洗涤3次，真空烘干后得到肼改性纤维素；