CN108744007A - 一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料及其制备方法 - Google Patents

一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料及其制备方法，包括以下步骤：将嫁先加热熔融后，在氮气氛围下，加入铟和锡，在60℃下搅拌保温，得到镓基液态金属；将镓基液态金属加入无水乙醇溶液中，超声分散后，滴加纤维素晶须溶液，得到液态金属/纤维素晶须悬浊液；将液态金属/纤维素晶须悬浊液倒于无纺布表面，低温烘干，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布；将液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布涂覆一层植物抗菌黏液，再覆盖无纺布固化，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料。本发明制备的医用无纺布中含有液态金属与纳米纤维晶改性薄膜赋予医用无纺布材料优异的机械性能、抗菌性能和抗辐射性能。

Description

一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料 及其制备方法
技术领域
本发明属于医用敷料材料技术领域，具体涉及一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料及其制备方法。
背景技术
液态金属通常指的是熔点低于200℃的低熔点合金，由于其热导率远高于水、空气以及许多非金属介质，且不易蒸发，安全无毒，物化性质稳定，极易回收等优点，此外，在液态金属中存在室温下为液态的特殊金属，如汞、铯、钫和镓等，但是其中汞的挥发性强，并且毒性大，铯和钫属于性质活泼的碱金属，铯在空气中极易被氧化，和水发生剧烈反应，钫是一种不稳定的放射性元素，因此，镓基液态金属具有更为广泛的应用前景，但是液态金属在医用材料领域的应用并不多见。
中国专利CN 105056297B公开的一种抗菌能力强的医用钛合金棒材，将镓锡铪钽铝等微量元素与钛合金组成钛合金棒状材料，再用氧化钛、金属银、硅灰石、氧化银、硼化钛和氧化镁粉作为原料对钛合金棒材进行表面涂层整理，增强生物相容性，赋予涂层的表面硬度和结合强度。由上述现有技术可知，将镓金属在医用材料中多是用改性金属材料，现有技术中有将液体金属和纳米材料复配用于制备导电复合材料，但是对于医用敷料方面的应用启示并不多见。
医用敷料是一种能够暂时保护伤口、防止伤口感染、促进愈合的医用材料，但是缺少外皮保护的伤口更容易直接受到电磁辐射的危害，更容易受到危害，因此，研究具有抗辐射功能的医用敷料十分必要。目前，抗辐射医用敷料多是是将金属纤维或者镀金属纤维加入到敷料材料中，但是关于液态金属在医用抗辐射领域的应用并不多见。因此，本发明将镓基室温液态金属和纳米材料复合用于医用敷料改性整理，为医用敷料的多功能性提供可能，扩大医用敷料的使用领域，进一步促进医用敷料的经济价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料及其制备方法，本发明将嫁铟锡液态金属和纳米纤维素晶须以无纺布为载体，在渗透和干燥的过程中形成微米级改性薄膜，再利用植物抗菌黏液粘结，赋予机械性能、抗菌性能和抗辐射性能优异的医用纺织敷料。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料，所述液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料包括医用无纺布、液态金属、纤维素晶须和植物抗菌黏液，所述液态金属和纤维素晶须在医用无纺布的表面形成致密的液态金属/纤维素晶须膜，所述植物抗菌黏液作为粘合剂固定医用无纺布和液态金属/纤维素晶须膜。
作为上述技术方案的优选，所述液态金属为嫁铟锡液态金属，所述植物抗菌黏液为褐藻提取物黏液、壳聚糖黏液或者柳珊瑚黏液。
本发明还提供一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将嫁先加热熔融后，在氮气氛围下，加入铟和锡，继续搅拌至混合均匀后，在60℃下搅拌保温，得到镓基液态金属；
(2)将步骤(1)制备的镓基液态金属加入无水乙醇溶液中，超声分散后，滴加纤维素晶须溶液，继续搅拌，得到液态金属/纤维素晶须悬浊液；
(3)将步骤(2)制备的液态金属/纤维素晶须悬浊液倒于无纺布表面，低温烘干，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布；
(4)将步骤(3)制备的液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布涂覆一层植物抗菌黏液，再覆盖一层无纺布，固化，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，嫁、铟和锡的质量比为66-67:22-24:10-11。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，搅拌保温的速率为150-300r/min，时间为10-20min。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，镓基液态金属、纳米纤维素晶须和无水乙醇的物料比为0.3-0.5:0.2-0.3:10。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，超声分散的功率为200-250W，超声频率为50-100kHz，时间为45-60min。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，低温烘干的温度为35-45℃。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布中液态金属/纤维素晶须膜的厚度为80-150μm。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，植物抗菌黏液为褐藻提取物黏液、壳聚糖黏液或者柳珊瑚黏液，用量占总体系的0.5-3wt％。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备的液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料中包括医用无纺布、液态金属、纤维素晶须和植物抗菌黏液，本发明液态金属和纤维素晶须在医用无纺布的表面形成致密的液态金属/纤维素晶须膜，利用液态金属/纤维素晶须膜对医用敷料进行改性处理，液态金属加入乙醇溶液中充分分散后形成液态金属颗粒悬浮液，再加入纳米纤维素晶须进一步对液态金属颗粒进行分离，使制备的液态金属/纤维素晶须悬浊液中液态金属颗粒与纤维素晶须均匀分布，然后利用过滤渗透和烘干工艺，以无纺布为基底，液态金属/纤维素晶须悬浊液中乙醇溶液会通过无纺布纤维缝隙中渗透挥发，也会通过低温自然挥发作用，因此，在无纺布的正反两面的液态金属/纤维素晶须悬浊液同时进行干燥，形成厚度均匀，结构较为致密的液态金属/纤维素晶须膜，而且在烘干的过程中，提高了液态金属/纤维素晶须膜与无纺布的结合力，此外本发明还选用植物抗菌黏液作为粘合剂固定医用无纺布和液态金属/纤维素晶须膜，在固定的同时，赋予医用无纺布敷料一定的抗菌性能。
(2)本发明制备的医用无纺布中含有液态金属与纳米纤维晶改性薄膜，液态金属与纳米纤维晶改性薄膜不仅与医用无纺布结合紧密，作为骨料提高敷料的机械性能和成型性，还具有优异的抗辐射和纳米性能，此外本发明制备的医用无纺布还具有一定的抗菌性，功能性佳。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
(1)按照嫁、铟和锡的质量比为66:22:10，将嫁先加热熔融后，在氮气氛围下，加入铟和锡，继续搅拌至混合均匀后，在60℃下，以150r/min的速率搅拌保温10min，得到镓基液态金属。
(2)按照镓基液态金属、纳米纤维素晶须和无水乙醇的物料比为0.3:0.2:10，将镓基液态金属加入无水乙醇溶液中，在200W功率和50kHz频率下超声分散45min，滴加纤维素晶须溶液，继续搅拌30min，得到液态金属/纤维素晶须悬浊液。
(3)将液态金属/纤维素晶须悬浊液倒于无纺布表面，在35℃下低温烘干，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布，其中，液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布中液态金属/纤维素晶须膜的厚度为80μm。
(4)将液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布涂覆一层用量占总体系的0.5wt％的褐藻提取物黏液，再覆盖一层无纺布，在25℃下固化0.5h，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料。
实施例2：
(1)按照嫁、铟和锡的质量比为67:24:11，将嫁先加热熔融后，在氮气氛围下，加入铟和锡，继续搅拌至混合均匀后，在60℃下，以300r/min的速率搅拌保温20min，得到镓基液态金属。
(2)按照镓基液态金属、纳米纤维素晶须和无水乙醇的物料比为0.5:0.3:10，将镓基液态金属加入无水乙醇溶液中，在250W功率和100kHz频率下超声分散60min，滴加纤维素晶须溶液，继续搅拌45min，得到液态金属/纤维素晶须悬浊液。
(3)将液态金属/纤维素晶须悬浊液倒于无纺布表面，在45℃下低温烘干，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布，其中，液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布中液态金属/纤维素晶须膜的厚度为150μm。
(4)将液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布涂覆一层用量占总体系的3wt％的壳聚糖黏液，再覆盖一层无纺布，在45℃下固化3h，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料。
实施例3：
(1)按照嫁、铟和锡的质量比为66.5:23.5:10，将嫁先加热熔融后，在氮气氛围下，加入铟和锡，继续搅拌至混合均匀后，在60℃下，以200r/min的速率搅拌保温15min，得到镓基液态金属。
(2)按照镓基液态金属、纳米纤维素晶须和无水乙醇的物料比为0.4:0.25:10，将镓基液态金属加入无水乙醇溶液中，在220W功率和80kHz频率下超声分散50min，滴加纤维素晶须溶液，继续搅拌35min，得到液态金属/纤维素晶须悬浊液。
(3)将液态金属/纤维素晶须悬浊液倒于无纺布表面，在40℃下低温烘干，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布，其中，液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布中液态金属/纤维素晶须膜的厚度为120μm。
(4)将液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布涂覆一层用量占总体系的1.5wt％的柳珊瑚黏液，再覆盖一层无纺布，在35℃下固化1.5h，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料。
实施例4：
(1)按照嫁、铟和锡的质量比为66.5:22:10.5，将嫁先加热熔融后，在氮气氛围下，加入铟和锡，继续搅拌至混合均匀后，在60℃下，以250r/min的速率搅拌保温13min，得到镓基液态金属。
(2)按照镓基液态金属、纳米纤维素晶须和无水乙醇的物料比为0.45:0.27:10，将镓基液态金属加入无水乙醇溶液中，在235W功率和65kHz频率下超声分散55min，滴加纤维素晶须溶液，继续搅拌35min，得到液态金属/纤维素晶须悬浊液。
(3)将液态金属/纤维素晶须悬浊液倒于无纺布表面，在42℃下低温烘干，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布，其中，液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布中液态金属/纤维素晶须膜的厚度为120μm。
(4)将液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布涂覆一层用量占总体系的2.5wt％的壳聚糖黏液，再覆盖一层无纺布，在35℃下固化2.5h，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料。
实施例5：
(1)按照嫁、铟和锡的质量比为66:24:10，将嫁先加热熔融后，在氮气氛围下，加入铟和锡，继续搅拌至混合均匀后，在60℃下，以150r/min的速率搅拌保温20min，得到镓基液态金属。
(2)按照镓基液态金属、纳米纤维素晶须和无水乙醇的物料比为0.3:0.3:10，将镓基液态金属加入无水乙醇溶液中，在200W功率和100kHz频率下超声分散45min，滴加纤维素晶须溶液，继续搅拌45min，得到液态金属/纤维素晶须悬浊液。
(3)将液态金属/纤维素晶须悬浊液倒于无纺布表面，在35℃下低温烘干，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布，其中，液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布中液态金属/纤维素晶须膜的厚度为150μm。
(4)将液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布涂覆一层用量占总体系的0.5wt％的褐藻提取物黏液，再覆盖一层无纺布，在45℃下固化0.5h，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料。
实施例6：
(1)按照嫁、铟和锡的质量比为67:22:11，将嫁先加热熔融后，在氮气氛围下，加入铟和锡，继续搅拌至混合均匀后，在60℃下，以150r/min的速率搅拌保温20min，得到镓基液态金属。
(2)按照镓基液态金属、纳米纤维素晶须和无水乙醇的物料比为0.5:0.2:10，将镓基液态金属加入无水乙醇溶液中，在250W功率和50kHz频率下超声分散60min，滴加纤维素晶须溶液，继续搅拌30min，得到液态金属/纤维素晶须悬浊液。
(3)将液态金属/纤维素晶须悬浊液倒于无纺布表面，在45℃下低温烘干，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布，其中，液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布中液态金属/纤维素晶须膜的厚度为80μm。
(4)将液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布涂覆一层用量占总体系的3wt％的褐藻提取物黏液，再覆盖一层无纺布，在25℃下固化3h，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料。
经检测，实施例1-6制备的液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料的机械性能、抗辐射性能和抗菌性能的结果如下所示：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
抗裂强度(MPa) 12.6 14.5 13.0 13.6 13.7 14.2
断裂伸长(％) 75 86 80 82 79 81
平均电磁屏蔽效能(dB) 34 39 36 35 37 36
抗菌率(％) 76 89 81 83 84 79
由上表可见，本发明制备的液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料的机械性能优异，还具有抗辐射性能和抗菌性能。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料，其特征在于：所述液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料包括医用无纺布、液态金属、纤维素晶须和植物抗菌黏液，所述液态金属和纤维素晶须在医用无纺布的表面形成致密的液态金属/纤维素晶须膜，所述植物抗菌黏液作为粘合剂固定医用无纺布和液态金属/纤维素晶须膜。
2.根据权利要求1所述的一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料，其特征在于：所述液态金属为嫁铟锡液态金属，所述植物抗菌黏液为褐藻提取物黏液、壳聚糖黏液或者柳珊瑚黏液。
3.一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将嫁先加热熔融后，在氮气氛围下，加入铟和锡，继续搅拌至混合均匀后，在60℃下搅拌保温，得到镓基液态金属；
(2)将步骤(1)制备的镓基液态金属加入无水乙醇溶液中，超声分散后，滴加纤维素晶须溶液，继续搅拌，得到液态金属/纤维素晶须悬浊液；
(3)将步骤(2)制备的液态金属/纤维素晶须悬浊液倒于无纺布表面，低温烘干，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布；
(4)将步骤(3)制备的液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布涂覆一层植物抗菌黏液，再覆盖一层无纺布，固化，得到液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料。
4.根据权利要求3所述的一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，嫁、铟和锡的质量比为66-67:22-24:10-11。
5.根据权利要求3所述的一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，搅拌保温的速率为150-300r/min，时间为10-20min。
6.根据权利要求3所述的一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，镓基液态金属、纳米纤维素晶须和无水乙醇的物料比为0.3-0.5:0.2-0.3:10。
7.根据权利要求3所述的一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，超声分散的功率为200-250W，超声频率为50-100kHz，时间为45-60min。
8.根据权利要求3所述的一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，低温烘干的温度为35-45℃。
9.根据权利要求3所述的一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，液态金属/纤维素晶须膜改性的无纺布中液态金属/纤维素晶须膜的厚度为80-150μm。
10.根据权利要求3所述的一种液态金属/纤维素晶须膜改性的多功能医用无纺布敷料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，植物抗菌黏液为褐藻提取物黏液、壳聚糖黏液或者柳珊瑚黏液，用量占总体系的0.5-3wt％。
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