一种载银粒子的复合抗菌涂层及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及复合涂层技术领域，尤其涉及一种载银粒子的复合抗菌涂层及其制备方法和应用。将NCC、PVA相结合可以得到一种优良的抗拉伸强度和生物可降解的成膜材料，再添加纳米银作为抗菌剂，便可得到一种载银粒子的复合抗菌涂层。该制备方法操作简单、条件温和，不会对环境和人体产生危害。本发明专利技术提供的制备方法，具有生产效率高、产品质量高等优点，银颗粒在复合抗菌涂层中分布均一且稳定性较好，对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)具有较好的抑制效果，具有很好的应用前景。具有很好的应用前景。具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种载银粒子的复合抗菌涂层及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及复合涂层
，尤其涉及一种载银粒子的复合抗菌涂层及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]食品的质量安全问题，一直是人们关注的焦点，食源性致病菌的污染和传播一直是食品安全的重要隐患，对人体的健康造成巨大威胁。因此，如何控制致病菌的污染和抑制致病菌的繁殖，降低致病菌污染食品发生的可能性，研制具有高效抗菌性能和生物安全性的材料已成为科学研究的主要方向。
[0003]纳米无机抗菌剂是一种新型抗菌剂，与有机抗菌剂相比，其具有广谱、耐久、安全的特点。在无机抗菌剂中，纳米银因其毒性低、抗菌活性高、抗菌谱广等特点，已得到广泛应用。目前已知银的抗菌机理有以下几个方面：(1)破坏细胞壁和细胞膜的完整性；(2)破坏细菌的DNA；(3)影响细菌体内代谢；(4)诱导产生活性氧自由基；(5)破坏菌体内环境的平衡；(6)诱导细菌凋亡。随着银应用的越来越广泛，银作为一种重金属，在人体内蓄积可能会给人体造成巨大的危害，因此，银在食品领域的应用方式逐渐引起人们的注意。人们希望纳米银(AgNPs)能展现其高效抗菌性能的同时，又减少其进入人体的可能性，因此研究者们将纳米银与其它高分子材料结合形成载银的抗菌复合材料，这样不仅能减少银在水溶液中的溶出，还能够提高复合材料的抗菌性能，并广泛应用于医疗卫生、环境保护、纺织和食品包装、抗菌表面涂层等领域，但是关于添加纳米银作为抗菌剂的复合抗菌涂层纳米材料在国内外鲜有报道。
[0004]现有技术中存在纳米银颗粒在复合抗菌膜分布不均匀、易团聚、易溶出的技术问题。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种载银粒子的复合抗菌涂层及其制备方法和应用，通过将聚乙烯醇(PVA)、纳米晶纤维素(NCC)与银粒子相结合，得到一种载银粒子的复合抗菌涂层，解决现有技术中纳米银颗粒在复合抗菌膜分布不均匀、易团聚、易溶出的技术问题。利用本专利技术提供的方法制得的载银粒子的复合抗菌涂层对金黄色葡萄球菌(S.aureus)和大肠杆菌(E.coli)具有较好的抗菌作用。
[0006]为了解决本专利技术的上述技术问题，本专利技术提供采用以下技术方案：
[0007]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0008]本专利技术的第一目的是提供一种载银粒子的复合抗菌涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0009]S1、制备NCC胶体悬液：将微晶纤维素加入到浓硫酸中，加热1
‑
3h进行酸解，然后加入大量超纯水终止反应，离心，收集得到质量分数为0.1％的NCC胶体悬液；
[0010]S2、制备Ag
+
/NCC溶液：将S1所得NCC胶体悬液和硝酸银溶液按体积比0.5
‑
2:1混合
均匀，静置，得Ag
+
/NCC溶液；
[0011]S3、制备Ag/NCC溶液：在S2所得Ag
+
/NCC溶液中滴加硼氢化钠溶液，边滴加边搅拌，得Ag/NCC溶液；
[0012]在Ag
+
/NCC溶液中滴加硼氢化钠溶液可还原银离子。
[0013]S4、制备复合抗菌涂层：将S3所得Ag/NCC溶液与PVA溶液按体积比为0.2
‑
5:1混合，加入甘油，搅拌均匀，得载银粒子的复合抗菌涂层。
[0014]纳米晶纤维素(NCC)是一种常用作提高薄膜的强度的添加剂，且NCC富含大量羟基，其在水溶液带正电荷可以与银离子进行静电吸附，再经还原剂还原，可以使得银粒子较为均匀的固定在NCC上。
[0015]聚乙烯醇(PVA)是一种环保聚合物，可降解、易成膜，其膜的机械性能优良，膜的拉伸强度随聚合度、醇解度升高而增强，被认为是一种很有前景的食品包装材料。将NCC、PVA相结合可以得到一种优良的抗拉伸强度和生物可降解的成膜材料，再添加纳米银作为抗菌剂，便可得到一种载银粒子的复合抗菌涂层。
[0016]进一步地，S1中，所述浓硫酸的体积分数为50
‑
64％；
[0017]所述加热酸解的温度是43
‑
46℃。
[0018]进一步地，S1中，所述离心的转速为8000
‑
12000rpm。
[0019]进一步地，S2中，所述硝酸银溶液的浓度为0.001
‑
0.02mol/L；
[0020]所述NCC胶体悬液和硝酸银溶液的体积比为1:1。
[0021]将硝酸银加到去离子水中，混合均匀，得到硝酸银溶液。优选地，硝酸银溶液的浓度为0.01mol/L。
[0022]进一步地，S2中，所述静置的时间为5
‑
30min，优选为10min。
[0023]进一步地，S3中，所述硼氢化钠溶液的浓度为0.05
‑
0.4mol/L；
[0024]Ag
+
/NCC溶液与硼氢化钠溶液的体积比为4:1。
[0025]将硼氢化钠加到去离子水中，混合均匀，得到硼氢化钠溶液。优选地，硼氢化钠溶液的浓度为0.2mol/L。
[0026]进一步地，S4中，所述PVA溶液是将PVA加入去离子水中，于95℃条件下磁力搅拌1
‑
2h进行溶解混匀，得到质量分数为1
‑
10％的PVA溶液。
[0027]优选地，PVA溶液的质量分数为5％。
[0028]进一步地，S4中，所述Ag/NCC溶液与PVA溶液的体积比为2.5:3；
[0029]所述甘油在Ag/NCC溶液与PVA溶液的混合溶液中的质量浓度为0.5
‑
10g/L。
[0030]本专利技术的第二目的是提供一种载银粒子的复合抗菌涂层。
[0031]本专利技术的第三目的是提供一种载银粒子的复合抗菌涂层在抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌中的应用。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0033]1、本专利技术将NCC、PVA相结合可以得到一种优良的抗拉伸强度和生物可降解的成膜材料，再添加纳米银作为抗菌剂，便可得到一种载银粒子的复合抗菌涂层。本专利技术提供的制备方法操作简单、条件温和、经济节能，不会对环境和人体产生危害。
[0034]2、本专利技术使用PVA和NCC作为成膜材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性能，具有优良的机械强度和抗拉伸性能。
[0035]3、银粒子在复合抗菌涂层中分布均匀，稳定性较好，且复合抗菌涂层对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌具有较好的抑菌效果，在食品抗菌领域具有较好的应用前景。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种载银粒子的复合抗菌涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备NCC胶体悬液：将微晶纤维素加入到浓硫酸中，加热1
‑
3h进行酸解，然后加入大量超纯水终止反应，离心，收集得到质量分数为0.1％的NCC胶体悬液；S2、制备Ag
+
/NCC溶液：将S1所得NCC胶体悬液和硝酸银溶液按体积比0.5
‑
2:1混合均匀，静置，得Ag
+
/NCC溶液；S3、制备Ag/NCC溶液：在S2所得Ag
+
/NCC溶液中滴加硼氢化钠溶液，边滴加边搅拌，得Ag/NCC溶液；S4、制备复合抗菌涂层：将S3所得Ag/NCC溶液与PVA溶液按体积比为0.2
‑
5:1混合，加入甘油，搅拌均匀，得载银粒子的复合抗菌涂层。2.根据权利要求1所述的载银粒子的复合抗菌涂层的制备方法，其特征在于，S1中，所述浓硫酸的体积分数为50
‑
64％；所述加热酸解的温度是43
‑
46℃。3.根据权利要求1所述的载银粒子的复合抗菌涂层的制备方法，其特征在于，S1中，所述离心的转速为8000
‑
12000rpm。4.根据权利要求1所述的载银粒子的复合抗菌涂层的制备方法，其特征在于，S2中，所述硝酸银溶液的浓度为0.00...

【专利技术属性】
技术研发人员：许恒毅，李晖，曾宪翔，尧婷，李伟强，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：