一种生物质抗菌复合膜材料和制备方法技术

本发明专利技术涉及生物质膜材料技术领域，且公开了一种生物质抗菌复合膜材料和制备方法，端羧基聚乙二醇经过酰氯化后依次与2

【技术实现步骤摘要】
一种生物质抗菌复合膜材料和制备方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及生物质膜材料
，具体为一种生物质抗菌复合膜材料。

技术介绍

[0003]随着现代工业的快速发展，能源危机、环境污染和生态破坏等问题的挑战也日益严峻，因此迫切需要开发能够替代石油基聚合物材料的环保材料，开发和利用自然界中可再生资源目前的研究热点，如纤维素、壳聚糖、海藻酸钠等具有来源广泛、环保无污染优点，在日常生活和工业发展的各个领域都有广泛的应用。
[0004]壳聚糖及其季铵盐衍生物具有良好的抑菌作用，成膜性好等优点，广泛应用在包装材料、医疗卫生等方面，《壳聚糖接枝细菌纤维的制备及其在卫生用品中的应用》，通过席夫碱反应将壳聚糖化学接枝到细菌纤维素中，组装成的卫生用品具有良好的吸水、防回渗以及抑菌性能；《纤维素/壳聚糖共混透明膜的制备及阻隔抗菌性能研究》，将纤维素和壳聚糖共混制膜，得到复合膜材料的阻隔性和抗菌性能优良，本专利技术旨在将壳聚糖和纤维素化学交联得到力学性能优良的生物质抗菌复合膜材料。

技术实现思路

[0005]（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种生物质抗菌复合膜材料。
[0006]（二）技术方案为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种生物质抗菌复合膜，包括乙二胺化纤维素、壳聚糖，所述复合膜材料的制备方法为：将壳聚糖溶解到醋酸溶液中，然后加入乙二胺化纤维素的N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液，并加入端季铵盐苯甲醛聚乙二醇，在25
‑
45 ℃反应4
‑
10 h，反应后将溶液倒在玻璃板上流延成膜，干燥除去溶剂，将膜加入到去离子水中浸渍洗涤，得到生物质抗菌复合膜材料。
[0007]优选的，所述壳聚糖、乙二胺化纤维素、端季铵盐苯甲醛聚乙二醇的质量比例控制为100:12
‑
30:5
‑
20。
[0008]优选的，所述乙二胺化纤维素的制备方法为：将纤维素微晶加入到氢氧化钠溶液中，然后加入环氧氯丙烷的乙醇溶液，反应后将产物环氧化纤维素碳酸氢钠的水溶液中，并加入乙二胺，反应得到乙二胺化纤维素。
[0009]优选的，所述端季铵盐苯甲醛聚乙二醇的制备方法为：（1）将聚乙二醇和丁二酸酐溶解到三氯甲烷中，然后滴加吡啶，反应得到端羧基聚乙二醇；然后溶解到N,N
‑
二甲基甲酰胺中，在氮气氛围中滴加氯化亚砜，升温至40
‑
60 ℃反应5
‑
12 h，减压浓缩除去氯化亚砜，乙醚洗涤产物，得到端酰氯聚乙二醇。
[0010]（2）将端酰氯聚乙二醇溶解到到反应溶剂中，在冰水浴下加入2
‑
羟基氯甲基苯甲
醛和三乙胺，反应1
‑
2 h，然后在室温下搅拌反应12
‑
24 h，反应后减压浓缩，加入三氯甲烷和饱和碳酸氢钠溶液萃取，将有机相干燥后用乙醚洗涤，得到端氯甲基苯甲醛聚乙二醇。
[0011]（3）将端氯甲基苯甲醛聚乙二醇溶解到N,N
‑
二甲基甲酰胺中，然后加入二甲基叔胺（CH3(CH2)
n
N(CH3)2，n=9
‑
17）的乙酸乙酯溶液，加热至80
‑
110 ℃反应24
‑
48 h，反应后加入乙酸乙酯和饱和碳酸氢钠溶液萃取，将有机相干燥后用乙醚洗涤，得到端季铵盐苯甲醛聚乙二醇。
[0012]优选的，所述（2）中端酰氯聚乙二醇、2
‑
羟基氯甲基苯甲醛和三乙胺的质量比例控制为100:25
‑
38:12
‑
20。
[0013]优选的，所述（2）中溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、1,4
‑
二氧六环、四氢呋喃、N,N
‑
二甲基甲酰胺。
[0014]优选的，所述（3）中端氯甲基苯甲醛聚乙二醇、二甲基叔胺的质量比例控制为100:0.8
‑
3。
[0015]（三）有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益技术效果：该一种生物质抗菌复合膜材料，端羧基聚乙二醇经过酰氯化后依次与2
‑
羟基氯甲基苯甲醛、和二甲基叔胺发生酯化和季铵化反应，得到端季铵盐苯甲醛聚乙二醇，从而在聚乙二醇的双端位引入了季铵盐苯甲醛基团，利用其双端的醛基分别与壳聚糖和氨化纤维素微晶的氨基进行席夫碱反应，从而将壳聚糖和纤维素微晶通过聚乙二醇进行交联，得到复合膜材料，纤维素微晶作为增强相，经过亲水柔性的聚乙二醇分子链交联后的壳聚糖复合膜具有优良的力学强度和亲水性，并且复合膜中含有丰富的烷基季铵盐赋予了膜材料长效的抗菌性能，复合膜材料在包装、医疗卫生等方面有广阔的应用前景。
附图说明
[0016]图1是实施例1中生物质抗菌复合膜的FT
‑
IR光谱图。
[0017]图2是复合材料的性能测试表。
具体实施方式
[0018]实施例1（1）将1 g的聚乙二醇1000和0.6 g的丁二酸酐溶解到三氯甲烷中，然后滴加0.15 g的吡啶，升温至60 ℃回流反应4 h，反应后加入三氯甲烷和饱和碳酸氢钠溶液萃取，将有机相干燥后用乙醚洗涤，得到端羧基聚乙二醇，然后溶解到N,N
‑
二甲基甲酰胺中，在氮气氛围中滴加2 mL的氯化亚砜，升温至40 ℃反应12 h，减压浓缩除去氯化亚砜，乙醚洗涤产物，得到端酰氯聚乙二醇。
[0019]（2）将2 g的端酰氯聚乙二醇溶解到到四氢呋喃中，在冰水浴下加入0.62 g的2
‑
羟基氯甲基苯甲醛和0.32 g的三乙胺，反应1 h，然后在室温下搅拌反应24 h，反应后减压浓缩，加入三氯甲烷和饱和碳酸氢钠溶液萃取，将有机相干燥后用乙醚洗涤，得到端氯甲基苯甲醛聚乙二醇。
[0020]（3）将2 g的端氯甲基苯甲醛聚乙二醇溶解到N,N
‑
二甲基甲酰胺中，然后加入0.016 g的十二烷基二甲基叔胺的乙酸乙酯溶液，加热至110 ℃反应36 h，反应后加入乙酸
乙酯和饱和碳酸氢钠溶液萃取，将有机相干燥后用乙醚洗涤，得到端季铵盐苯甲醛聚乙二醇；（4）将0.5 g的纤维素微晶加入到5%的氢氧化钠溶液中，然后加入含有2.8 g的环氧氯丙烷的乙醇溶液，加热至65 ℃，反应5 h，反应后加入蒸馏水稀释沉淀，过滤溶剂，蒸馏水洗涤后将产物环氧化纤维素称取0.5 g加入到1%的碳酸氢钠的水溶液中，并加入2.2 g的乙二胺，加热至90 ℃，反应8 h，反应后加入蒸馏水稀释沉淀，过滤，去离子水洗涤，得到乙二胺化纤维素；（5）将5 g的壳聚糖溶解到1%得醋酸溶液中，然后加入0.6 g的乙二胺化纤维素的N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液，并加入0.25 g的端季铵盐苯甲醛聚乙二醇，在40 ℃反应4 h，反应后将溶液倒在玻璃板上流延成膜，干燥除去溶剂，将膜加入到去离子水中浸渍洗涤，得到生物质抗菌复合膜材料。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质抗菌复合膜材料，包括乙二胺化纤维素、壳聚糖，其特征在于：所述复合膜材料的制备方法为：将壳聚糖溶解到醋酸溶液中，然后加入乙二胺化纤维素的N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液，并加入端季铵盐苯甲醛聚乙二醇，在25
‑
45 ℃反应4
‑
10 h，反应后将溶液倒在玻璃板上流延成膜，干燥除去溶剂，将膜加入到去离子水中浸渍洗涤，得到生物质抗菌复合膜材料。2.根据权利要求1所述的一种生物质抗菌复合膜材料，其特征在于：所述壳聚糖、乙二胺化纤维素、端季铵盐苯甲醛聚乙二醇的质量比例控制为100:12
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30:5
‑
20。3.根据权利要求1所述的一种生物质抗菌复合膜材料，其特征在于：所述乙二胺化纤维素的制备方法为：将纤维素微晶加入到氢氧化钠溶液中，然后加入环氧氯丙烷的乙醇溶液，反应后将产物环氧化纤维素碳酸氢钠的水溶液中，并加入乙二胺，反应得到乙二胺化纤维素。4.根据权利要求1所述的一种生物质抗菌复合膜材料，其特征在于：所述端季铵盐苯甲醛聚乙二醇的制备方法为：（1）将聚乙二醇和丁二酸酐溶解到三氯甲烷中，然后滴加吡啶，反应得到端羧基聚乙二醇；然后溶解到N,N
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二甲基甲酰胺中，在氮气氛围中滴加氯化亚砜，升温至40
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60 ℃反应5
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12 h，减压浓缩除去氯化亚砜，乙醚洗涤产物，得到端酰氯聚乙二醇；（2）将端酰氯聚乙二醇溶解到到反应溶剂中，在冰...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁旭，
申请(专利权)人：袁旭，
类型：发明
国别省市：