[发明专利]一种胍盐基低共熔溶剂制备抗菌纳米纤维素的方法

说明书

本发明提供了一种胍盐基低共熔溶剂制备抗菌纳米纤维素的方法，属于抗菌材料技术领域。本发明以胍盐作为氢键受体，以多元酸作为氢键给体，二者组成的低共熔溶剂能够对脱半纤维素的植物纤维进行溶胀，能够通过断裂木质素中的醚键使得木质素快速解聚，并可减少常规碱脱木质素或酸脱木质素过程中产生的木质素二次缩合和沉积问题，提高脱木质素效率；同时，在加热条件下，多元酸会与纤维素发生酯化反应而键合到纤维素纤维表面，另一端带负电荷的羧基则会与带正电荷的胍盐发生静电吸附作用，使胍盐在纤维表面得以固着，从而赋予纤维良好的抗菌性能，经球磨或高压微射流均质处理后，能够得到具有抗菌性能的纳米纤维素。

技术领域

本发明涉及抗菌材料技术领域，特别涉及一种胍盐基低共熔溶剂制备抗菌纳米纤维素的方法。

背景技术

纳米纤维素具有较高的长径比和极大的比表面积，其表面存在大量的活性羟基，具有良好的生物可降解性和生物相容性，在伤口敷料、药物控释、组织工程和食品包装等领域具有重要的应用。纳米纤维素本身不具有抗菌性，通过不同的方法可以赋予纳米纤维素抗菌功能，从而制备抗菌纳米纤维素，这对于纳米纤维素的应用具有重要的作用。

目前，抗菌纳米纤维素的制备方法主要是将纳米纤维素与各种抗菌剂进行复合，现有公开的化学改性法有两种：(1)采用高碘酸钠将纳米纤维素进行选择性氧化生成醛基；(2)将纳米纤维素与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵等带有季铵基团的化学试剂进行反应，通过化学接枝成为带有季铵盐等抗菌基团的衍生物。但是，以上两种方法所得抗菌纳米纤维素的抗菌效率还有待提升。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种胍盐基低共熔溶剂制备抗菌纳米纤维素的方法。本发明提供的方法操作简单，且所得抗菌性纳米纤维具有较高的抗菌效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种胍盐基低共熔溶剂制备抗菌纳米纤维素的方法，包括以下步骤：

将植物纤维与胍盐基低共熔溶剂加热混合，对所得混合液进行球磨或高压微射流均质处理，得到抗菌纳米纤维素；

所述植物纤维为脱半纤维素的植物纤维，所述植物纤维中半纤维素的质量含量为5～10％；

所述胍盐基低共熔溶剂的氢键受体为胍盐，氢键给体为多元酸。

优选的，所述氢键受体为盐酸胍、磷酸胍、硫酸胍、碳酸胍和聚六亚甲基胍盐酸盐中的一种或几种；

所述氢键给体为丁二酸、戊二酸和柠檬酸中的一种或几种。

优选的，所述氢键受体和氢键给体的摩尔比例为1:1～5。

优选的，所述植物纤维与胍盐基低共熔溶剂的质量比为1:3～10。

优选的，所述加热混合的温度为80～120℃，保温时间为1～6h。

优选的，所述球磨的转速为200～400rpm，时间为1～6h。

优选的，所述高压微射流均质处理的压力为8～10MPa，流速为20～24L/h，时间为0.5～1h。

优选的，所述植物纤维为蔗渣纤维、竹片纤维和玉米芯纤维中的一种或几种。

本发明提供了上述方法制备得到的抗菌纳米纤维素，包括纳米纤维素、连接在所述纳米纤维素表面的多元酸以及与所述多元酸静电吸附的胍盐。

优选的，所述抗菌纳米纤维素的长度为500nm～5μm，直径为20～100nm。