一种抗菌纳米银/木质素聚氨酯敷料及一步法制备该敷料的方法技术

本发明专利技术涉及生物医学材料技术领域，具体涉及一种抗菌纳米银/木质素聚氨酯敷料及一步法制备该敷料的方法。该敷料中木质素均匀地分布在聚氨酯中，纳米银均匀地负载在木质素聚氨酯表面，纳米银的负载量为0.001％

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌纳米银/木质素聚氨酯敷料及一步法制备该敷料的方法


[0001]本专利技术涉及生物医学材料
，具体涉及一种抗菌纳米银/木质素聚氨酯敷料及其制备方法。

技术介绍

[0002]木质素是一种芳香型高分子聚合物，具有高含碳量、高热稳定性、抗菌活性、抗氧化性和低细胞毒性，在生物医学领域是一种很有前途的天然原料，可以用作抑菌辅料。
[0003]聚氨酯泡沫敷料柔性好，透湿性好，细胞毒性低，可作为药物载体，能够吸收大量渗出液，对氧气和二氧化碳几乎完全通透。然而，聚氨酯的制备主要依靠石化产品，利用天然的木质素代替石油资源是一种制备环保型医用聚氨酯材料的可行方法。
[0004]金属抗菌敷料在生物医学领域被广泛研究，其中，银纳米颗粒(Ag NPs)具有广谱抗菌性，能够有效地杀死细菌、真菌和病毒。关于纳米银复合敷料的种类较多，但大多存在不稳定性、杀菌效果好但毒性高等问题。
[0005]目前，纳米银/木质素聚氨酯敷料要采用简单的制备方式，并实现不添加化学有机物的同时降低银含量，相对比较困难，且银含量较高，约0.1％～1％，成本较高。如中国专利(公告号：CN107312315B)公开了一种木质素/银复合抗菌剂，并公开该抗菌剂在聚氨酯中的应用。该方案利用碱木质素中的引入的羧酸负电官能团吸附银离子，酚羟基等还原性官能团将银离子还原成银纳米粒子，先得到木质素/银复合抗菌剂，再将其添加到聚氨酯中。这种方法不仅相对比较复杂，且抗菌剂的添加量相对较多，重量占聚氨酯的0.5％
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3％。
专利技术内容
[0006]本专利技术的专利技术目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供不添加化学有机物的同时减少银离子含量，降低生产成本，又能保证杀菌效果的抗菌纳米银/木质素聚氨酯敷料。
[0007]本专利技术的上述目的通过如下技术方案实现：一种抗菌纳米银/木质素聚氨酯敷料，木质素均匀地分布在聚氨酯中，纳米银均匀地负载在木质素聚氨酯表面，纳米银的负载量为0.001％
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0.01％。
[0008]作为优选，所述的纳米银为球状颗粒，直径为10nm
‑
80nm。
[0009]本专利技术的第二个目的在于提供一种一步法制备上述抗菌纳米银/木质素聚氨酯敷料的方法，包括：木质素多元醇、发泡剂、二异氰酸酯在催化剂的作用下，搅拌发泡熟化一步制得。
[0010]本专利技术通过木质素多元醇与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯键，同时加入发泡剂，木质素结构中保留的酚羟基作为还原剂，在边凝胶边产生气体的过程中将银离子原位还原为纳米银，得到了负载纳米银的木质素聚氨酯材料。
[0011]作为优选，按重量份数计，木质素多元醇15
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30份，催化剂0.15
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0.3份，发泡剂
0.05
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0.09份，二异氰酸酯10
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20份。
[0012]作为优选，所述的木质素多元醇通过如下方法制得：将20
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40重量份木质素、100重量份多元醇、3.0
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6.0重量份浓硫酸进行液化反应，得到木质素多元醇，所述液化反应的温度为120
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150℃，时间为0.5
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2小时。木质素在液化过程中，催化剂与反应条件的改变会直接影响木质素多元醇的结构。反应程度不够，会导致木质素多元醇的羟基含量改变，影响后续聚氨酯的合成反应；但是若过度反应导致木质素出现交联结块的现象，形成不均匀的溶液，直接影响聚氨酯的合成失败。
[0013]进一步优选，所述的木质素包括碱木质素、木质素磺酸盐、酶解木质素、有机溶剂木质素、Kraft木质素中的一种或几种。更进一步优选，所述的木质素为有机溶剂木质素。有机溶剂木质素相比其他，其分子量大小和分布适中，活性基团丰富，容易进行改性。
[0014]进一步优选，所述的多元醇包括聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚四氢呋喃400、聚四氢呋喃600、乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇中的一种或几种。更进一步优选，所述的多元醇为聚乙二醇400和甘油的混合物，聚乙二醇400和甘油的质量比为4：1。有机溶剂木质素相比其他，聚乙二醇400与甘油的混合物不仅与有机溶剂木质素和异氰酸酯的反应活性较高，而且分子量适中，有利于制备高回弹的木质素基聚氨酯泡沫材料。
[0015]进一步优选，所述液化反应的温度为130
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140℃，时间为0.8
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1.2h。反应温度低则反应程度低，木质素结构中的羟基反应不完全；反应温度高则发生再凝结反应，多元醇中出现块状物。同样的，反应时间短则反应不完全，反应时间长则出现块状物。进一步优选，液化反应的温度为140℃，反应时间为1h。
[0016]作为优选，所述的发泡剂为含有0.1
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8.0mol/L银离子的溶液。通过控制发泡剂的浓度，实现对聚氨酯敷料抗菌性能的调控。
[0017]作为优选，所述的发泡剂为硝酸银水溶液，乙酸银水溶液，硫酸银水溶液中的一种或几种。
[0018]作为优选，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、1,5
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萘二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的一种或多种。
[0019]作为优选，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、吡啶、三乙胺、三亚乙基二胺、钛酸四丁酯中的一种或几种。进一步优选，所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡。有机锡类催化剂有助于凝胶反应，不利于气体产生。当催化剂为二月桂酸二丁基锡时，能够使凝胶反应与气体产生速率达到平衡。发泡剂中的水与异氰酸酯的反应剧烈，产物聚脲在发泡早期提高了泡孔壁的强度，同时为二氧化碳生成的气泡稳定提供了有利条件。相反，叔胺类催化剂有利于气体产生，而不利于凝胶反应的催化。叔胺类催化剂，在反应过程中，气体的产生时间先于发生凝胶的时间，泡沫先长起来后因未凝胶而消退。
[0020]作为优选，抗菌纳米银/木质素聚氨酯敷料的制备方法具体为：取木质素多元醇、催化剂与发泡剂先搅拌混合，然后二异氰酸酯，经过搅拌、发泡、熟化得到所述抗菌纳米银/木质素聚氨酯敷料。
[0021]进一步优选，加入二异氰酸酯之前搅拌的速度为300
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800r/min，更进一步优选为500
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800r/min。进一步优选，加入二异氰酸酯后搅拌的速度为8000
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13000r/min，更进一步优选为10000
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12000r/min。加入二异氰酸酯前，搅拌速度不宜过高或者过低，低速搅拌不
匀，高速搅拌过热，导致后续反应受影响，反应速率不均衡。加入二异氰酸酯后，若搅拌速度较低，则组分分散不均匀，反应不充分，导致产生气体的速率较慢，结果产物发硬，结构呈现闭孔状态。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023]1.本专利技术的抗菌纳米银/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌纳米银/木质素聚氨酯敷料，其特征在于，木质素均匀地分布在聚氨酯中，纳米银均匀地负载在木质素聚氨酯表面，纳米银的负载量为0.001％
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0.01％。2.根据权利要求1所述的抗菌纳米银/木质素聚氨酯敷料，其特征在于，所述的纳米银为球状颗粒，直径为10nm
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80nm。3.一步法制备如权利要求1所述的抗菌纳米银/木质素聚氨酯敷料的方法，其特征在于，包括：木质素多元醇、发泡剂、二异氰酸酯在催化剂的作用下，搅拌发泡熟化一步制得。4.根据权利要求3所述的一步法制备抗菌纳米银/木质素聚氨酯敷料的方法，其特征在于，按重量份数计，木质素多元醇15
‑
30份，催化剂0.15
‑
0.3份，发泡剂0.05
‑
0.09份，二异氰酸酯10
‑
20份。5.根据权利要求3或4所述的一步法制备抗菌纳米银/木质素聚氨酯敷料的方法，其特征在于，所述的木质素多元醇通过如下方法制得：将20
‑
40重量份木质素、100重量份多元醇、3.0
‑
6.0重量份浓硫酸进行液化反应，得到木质素多元醇，所述液化反应的温度为120
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李淑琪，陈景，马晓振，钟银燕，王凡，罗清，朱锦，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：