CN107822919A - 一种抗紫外保湿喷膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗紫外保湿喷膜，利用木质素分子较好的抗紫外性，以壳聚糖或其衍生物作为主要材料，通过溶液共混的方法，在其中加入木质素基纳米粒子，得到的壳聚糖/木质素复合喷膜具有良好的抗紫外及保湿效果。
Description
技术领域
本发明涉及功能高分子材料及日化品领域。更具体地说，涉及一种具有抗紫外及保湿作用的喷膜。
本发明还涉及上述抗紫外保湿喷膜的制备方法。
背景技术
壳聚糖具有优良的保湿性和润湿性。与其他保湿剂相比，其具有低价、无毒、生物相容、可生物降解、对皮肤和眼粘膜无刺激、不存在接触过敏等优势，且具有止血、抗菌、抗炎、抗病毒、皮肤调理性能好、防止皮肤干裂、粗糙及老化、加速伤口愈合、增强化妆品有效成分的透皮吸收、加速表皮细胞的代谢和再生能力等功效。添加壳聚糖的洁肤、护肤液具有良好的吸湿、保湿性能、可渗透皮肤毛囊孔，消除由微生物积累而引起的黑色素、色斑等。壳聚糖本身还可以抑制黑色素形成酶-酪氨酸酶的活性，从而消除由于代谢失调而引起的黑色素代谢异常。壳聚糖具有止血作用，壳聚糖薄膜可以作为良好的创伤敷料，用于烧伤、植皮等部位的创面保护。另外，壳聚糖还具有促进创伤愈合作用和广谱抗菌活性，对革兰阳性、阴性菌及白色念珠菌均有明显抑制效果。壳聚糖优良的特性已引起化妆品界的广泛关注。目前，在日本、法国、美国等许多大型日化公司已大量使用壳聚糖及其衍生物，国内也有以壳聚糖为原料的化妆品进入市场，壳聚糖用于化妆品中将成为一个新趋势。可以预见，壳聚糖作为喷膜剂的成膜材料在日用化学品领域具有巨大的应用潜力。
然而，单一或少量功能性的日化品难以满足人们日益增长的需求。近年来，多功能性日化品愈加收到消费者的青睐，尤其是抗紫外等附加功能。来源广泛的天然及工业木质素，其分子结构中存在大量的羟基、羧基、双键以及芳环结构，使木质素分子具有较好的抗紫外性。此外，木质素无毒，可生物降解等性质，更令其在生物医药领域拥有良好的应用前景。
本发明通过制备木质素基纳米粒子改善其在水中的分散性，并将其作为抗紫外添加剂，与壳聚糖喷膜复合，得到具有抗紫外及保湿效果的多功能喷膜。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有抗紫外及保湿作用的喷膜，所述喷膜以壳聚糖或其衍生物作为主要材料，利用溶液共混的方法，在其中加入木质素基纳米粒子，得到具有抗紫及保湿外效果的壳聚糖喷膜。
本发明的又一目的在于提供上述具有抗紫外及保湿作用的喷膜的制备方法。
本发明提供的一种具有抗紫外及保湿作用的喷膜的制备方法是利用木质素基纳米粒子与壳聚糖溶液复合制备多功能喷膜。首先，将木质素或其衍生物溶于10～50mL溶剂中，得到质量浓度为0.2～20mg/mL的溶液，并转移至透析袋；然后，向上述溶液中加入木质素或其衍生物，并加入一定量的表面活性剂、助表面活性剂等，避光搅拌，充分混合；最后，取上述透析溶液50～100mL，加入0.5～3g壳聚糖或其衍生物，充分混合至澄清，即得到含有木质素基纳米粒子的壳聚糖喷膜。由于喷膜中含有的木质素具有良好的抗紫外性，纳米粒子具有较好的分散性及稳定性，壳聚糖本身具有很好的保湿型，因此，所得到喷膜可同时实现抗紫外及保湿的功效。
所述一种抗紫外保湿喷膜中木质素基纳米粒子的粒径为50～200纳米。
所述木质素或其衍生物选自磨木木质素(milled wood lignin，MWL)、温和酸水解木质素(mild acidolysis lignin，MAL)、纤维素水解酶木质素(cellulolytic enzymelignin，CEL)、温和酶水解木质素(enzymatic mild acidolysis lignin，EMAL)、有机溶剂溶出木质素(organosolv lignin，OSL)、木质素磺酸盐(lignosulfonates，LS)、硫酸盐木质素(Kraft lignin，KL)、碱木质素(alkaline lignin，AL)以及通过物理化学方法将高分子引入木质素大分子中所得到的木质素大分子衍生物中的一种或多种。其中，通过物理化学法等引入木质素大分子中的高分子，包括聚乙二醇，聚甘油，聚乙烯醇，聚丙烯酸，聚乳酸，聚羟基乳酸、聚己酸丙酯、乳酸乙醇酸共聚物、聚羟基丁酸酯中的一种或多种。
所述一种具有抗紫外及保湿作用的喷膜及其制备方法中，所述透析袋的拦截分子量选自0.5kDa、1kDa、2kDa、4kDa、6kDa、8kDa、10kDa中的一种。
所述壳聚糖或其衍生物选自壳聚糖、羧甲基壳聚糖、N，O-羧甲基壳聚糖、羟丙基壳聚糖、β-环糊精接枝壳聚糖、壳聚糖季铵盐、壳聚糖乳酸盐、壳聚糖盐酸盐、类透明质酸壳聚糖以及通过物理化学方法将高分子引入壳聚糖大分子中所得到的木质素大分子衍生物中的一种或多种。其中，通过物理化学法等引入木质素大分子中的高分子，包括聚乙二醇，聚甘油，聚乙烯醇，聚丙烯酸，聚乳酸，聚羟基乳酸、聚己酸丙酯、乳酸乙醇酸共聚物、聚羟基丁酸酯中的一种或多种。
所述一种具有抗紫外及保湿作用的喷膜及其制备方法中，可根据抗紫外性及保湿性需求调节木质素或其衍生物溶液浓度、透析液体积以及壳聚糖或其衍生物浓度。
具体实施方式
本发明的发明人通过深入研究，首次利用木质素或其衍生物纳米粒子与壳聚糖溶液复合制备了具有抗紫外及保湿作用的功能性喷膜。
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特采用以下实施例进行详细说明，其目的在于更好理解本发明内容而非限制本发明的保护范围。
实施例1：木质素磺酸钠纳米粒子/羧甲基壳聚糖喷膜的制备
取木质素磺酸钠10mg完全溶解在20mL去离子水中，转移至拦截分子量为6kDa的透析袋中；将透析袋浸入200mL去离子水中透析24h；取透析液50mL，加入1g羧甲基壳聚糖，37℃下搅拌溶解2h，得到木质素磺酸钠纳米粒子/羧甲基壳聚糖喷膜。
实施例2：木质素磺酸钠纳米粒子/聚乙二醇接枝壳聚糖喷膜的制备
将5g壳聚糖和2g端羧基聚乙二醇(Mw1,000)溶于50mL二甲基甲酰胺中，冰水浴环境下加入2g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和2g N-羟基琥珀酰亚胺，反应1h后升至室温反应过夜。加入过量丙酮，水洗纯化，干燥得聚乙二醇接枝壳聚糖。
取木质素磺酸钠10mg完全溶解在20mL去离子水中，转移至拦截分子量为6kDa的透析袋中；将透析袋浸入200mL去离子水中透析24h；取透析液50mL，加入1g聚乙二醇接枝壳聚糖，37℃下搅拌溶解2h，得到木质素磺酸钠纳米粒子/聚乙二醇接枝壳聚糖喷膜。
实施例3：木质素-聚乙二醇纳米粒子/羧甲基壳聚糖喷膜的制备
20mg碱木质素，25mg端羧基聚乙二醇(Mw1,000)溶于25mL氯仿中，加入20毫克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，20mg 4-二甲氨基吡啶，0℃下搅拌溶解，搅拌反应1小时后室温过夜搅拌反应。50℃下将溶剂蒸干，加入氯仿溶解，过滤除去沉淀，溶液中加入100mL乙醚洗，过滤得到固体，重复洗涤过滤3次产物真空干燥。得到木质素-聚乙二醇偶联物。
取木质素-聚乙二醇偶联物10mg完全溶解在20mL去离子水中，转移至拦截分子量为6kDa的透析袋中；将透析袋浸入200mL去离子水中透析24h；取透析液50mL，加入1g羧甲基壳聚糖，37℃下搅拌溶解2h，得到木质素-聚乙二醇纳米粒子/羧甲基壳聚糖喷膜。
Claims (7)
1.一种抗紫外保湿喷膜，其特征在于，所述喷膜以壳聚糖或其衍生物作为主要材料，利用溶液共混的方法，在其中加入木质素基纳米粒子，得到具有抗紫外及保湿效果的壳聚糖喷膜。
2.根据权利要求1所述的一种抗紫外保湿喷膜，其特征在于，所述一种抗紫外保湿喷膜的制备方法如下：
步骤1：将木质素或其衍生物溶于10～50mL溶剂中，得到质量浓度为0.2～20mg/mL的溶液，并转移至透析袋；
步骤2：将上述装有木质素或其衍生物溶液的透析袋浸入200～500mL去离子水中透析5～48h；
步骤3：取上述透析溶液50～100mL，加入0.5～3g壳聚糖或其衍生物，充分混合至澄清，即得到含有木质素基纳米粒子的具有抗紫外效果的壳聚糖喷膜。
3.根据权利要求1和2所述的一种抗紫外保湿喷膜，其特征在于，所述一种抗紫外保湿喷膜中木质素基纳米粒子的粒径为50～200纳米。
4.根据权利要求1和2所述的一种抗紫外保湿喷膜，其特征在于，所述木质素或其衍生物选自磨木木质素(milled wood lignin，MWL)、温和酸水解木质素(mild acidolysislignin，MAL)、纤维素水解酶木质素(cellulolytic enzyme lignin，CEL)、温和酶水解木质素(enzymatic mild acidolysis lignin，EMAL)、有机溶剂溶出木质素(organosolvlignin，OSL)、木质素磺酸盐(lignosulfonates，LS)、硫酸盐木质素(Kraft lignin，KL)、碱木质素(alkaline lignin，AL)以及通过物理化学方法将高分子引入木质素大分子中所得到的木质素大分子衍生物中的一种或多种。
5.根据权利要求1和2所述的一种抗紫外保湿喷膜，其特征在于，所述透析袋的拦截分子量选自0.5kDa、1kDa、2kDa、4kDa、6kDa、8kDa、10kDa中的一种。
6.根据权利要求1和2所述的一种抗紫外保湿喷膜，其特征在于，所述壳聚糖或其衍生物选自壳聚糖、羧甲基壳聚糖、N，O-羧甲基壳聚糖、羟丙基壳聚糖、β-环糊精接枝壳聚糖、壳聚糖季铵盐、壳聚糖乳酸盐、壳聚糖盐酸盐、类透明质酸壳聚糖以及通过物理化学方法将高分子引入壳聚糖大分子中所得到的木质素大分子衍生物中的一种或多种。
7.根据权利要求4和6所述的通过物理化学法等引入木质素、壳聚糖大分子中的高分子，包括聚乙二醇，聚甘油，聚乙烯醇，聚丙烯酸，聚乳酸，聚羟基乳酸、聚己酸丙酯、乳酸乙醇酸共聚物、聚羟基丁酸酯中的一种或多种。
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