CN110067042A - 一种魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维及其制备方法 - Google Patents

一种魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维及其制备方法，所述方法包括：按重量份数，原料组分包括：魔芋葡甘聚糖可聚合单体50‑100份，海藻酸盐100‑800份，有机胍盐可聚合单体10‑20份，去离子水10000‑40000份，引发剂0.1‑5份。制备过程包括三个步骤：(1)侧基带有双键的改性魔芋葡甘聚糖与抗菌有机胍盐可聚合单体的制备；(2)纺丝液制备；(3)两步交联法制备水凝胶纤维。本发明的制备方法简单安全、成本低、原料丰富、实验可重复性强；制备过程中不涉及高压电场，无有机溶剂参与，无污染，不会对细胞造成损伤，可以实现细胞封装；所制备的水凝胶纤维不仅均匀，尺寸可控，机械性能提高，吸水性能好，而且生物相容性好，抗菌性能优异，应用前景广阔，尤其在卫生材料领域。

Description

一种魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于水凝胶纤维及其制备领域，特别涉及一种魔芋葡甘聚糖基抗菌水 凝胶纤维的制备方法。
背景技术
水凝胶是一种有着环境敏感响应性、高吸收性和缓释性的新型功能高分子材 料，通过氢键、离子键和共价键等交联形成的具有三维网状结构的聚合物，可吸 附大量的水分而又不被溶解，具有良好的吸水性和成膜性。水凝胶纤维不但有上 述特性，还拥有纤维或纤维状的外形。这种纤维外形增大了其比表面积与长径比， 不仅改善了水凝胶纤维的溶胀性能、缓释性能、固定化能力等等性质，还赋予了 它许多新的用途。这些特点使得水凝胶纤维在组织工程、生物医学、纺织和高分 子材料等领域有着十分光明的前景。但水凝胶纤维在应用中显露出一些缺点，比 如含水率过高、机械性能偏低、响应时间过长等。
魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan，KGM)是继淀粉、纤维素之后，一种 较为丰富的可再生天然高分子资源多糖，由于具有优良的胶凝性、成膜性、增稠 性和持水性等特点而被广泛应用于食品、医药、化工、纺织、石油钻探等领域。 KGM主要来源于天南星科魔芋属多年生草本植物——魔芋的块茎。
胍盐类抗菌整理剂被认为是目前应用较好的抗菌整理剂,因为它具有很好的 安全性和耐久性，胍基化合物的中的胍基基团带有很强的正电性，易吸引带负电 荷的细胞膜，造成细胞膜破裂，从而杀死细菌。目前胍类化合物作为一种无毒高 效广谱抗菌剂逐渐引起了人们的重视，普遍应用于水处理、医药、日用品等多个 领域。因此通过有机胍盐抗菌剂与魔芋葡甘聚糖高分子单体聚合生成的水凝胶纤 维不仅具有优异的抗菌功能，而且与人体接触时对人体无刺激作用，安全性可以 得到保障。
专利CN 104652119 B所制备的水凝胶纤维采用聚多糖与丙烯酰胺为原料， 将丙烯酰胺分子链上的双键通过自由基聚合得到第二聚合物网络。该专利所得凝 胶由于采用了丙烯酰胺为原料，使用安全性有待检测，丙烯酰胺在2类致癌物清 单中。同时，所得水凝胶纤维不具备抗菌性能，在卫生材料领域的应用受限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维及 其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维 的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：魔芋葡甘聚糖可聚合单体与有机胍盐抗菌可聚合单体的制备：
将魔芋葡甘聚糖溶解于水中，加入可自由基聚合的酸酐，调节pH值，冰水 浴搅拌反应，提纯后真空干燥箱烘干得到魔芋葡甘聚糖可聚合单体；将胍基化合 物溶于有机溶剂中，加入可自由基聚合的酸酐进行反应，提纯后真空干燥箱烘干 得到有机胍盐抗菌可聚合单体；
步骤2：混合纺丝液的制备：
将魔芋葡甘聚糖可聚合单体、海藻酸盐和有机胍盐可聚合单体溶解在水中， 加入引发剂，搅拌至完全溶解，然后经过过滤、脱泡，制备得到含有魔芋葡甘聚 糖可聚合单体、海藻酸盐和有机胍盐可聚合单体的混合纺丝原液；
步骤3：两部交联法制备水凝胶纤维：
将步骤2所制得的混合纺丝原液注入凝固浴中，离子交联制得水凝胶初纤 维；再在距离喷丝口设置紫外光源进行辐射交联，将收集的水凝胶纤维反复洗涤， 得到双网络抗菌水凝胶纤维，即魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维。
优选地，按重量份数，所述步骤1中魔芋葡甘聚糖、可自由基聚合的酸酐、 水的比例为50～100份：1000～2000份：10000～40000份。
优选地，按重量份数，所述步骤1中胍基化合物、有机溶剂、可自由基聚合 的酸酐的比例为1～10份：5～50份：2～20份。
优选地，所述步骤1中的有机溶剂为甲醇或乙醇。
优选地，所述步骤1中可自由基聚合的酸酐为甲基丙烯酸酐、马来酸酐和丙 烯酸酐中的任意一种。
优选地，所述步骤1中制备魔芋葡甘聚糖可聚合单体具体包括：将魔芋葡甘 聚糖溶解于水中，加入可自由基聚合的酸酐，调节pH值至8～9，冰水浴搅拌反 应，反应完成后用乙醇沉淀2～3次，过滤后真空干燥箱烘干得到魔芋葡甘聚糖 可聚合单体；
优选地，所述步骤1中制备有机胍盐抗菌单体具体包括：将胍基化合物溶于 有机溶剂中，加入可自由基聚合的酸酐，在60℃～90℃条件下反应5～10h，反应 完成后混合物用乙酸乙酯沉淀2～3次，真空干燥箱烘干得到有机胍盐抗菌单体；
优选地，按重量份数，所述步骤2中混合纺丝原液中魔芋葡甘聚糖可聚合单 体为50～100份，海藻酸盐的含量为100～800份，有机胍盐可聚合单体为10～20 份，引发剂0.1～5份，其中魔芋葡甘聚糖可聚合单体与海藻酸盐的质量比为 1:2～1:8。
优选地，所述步骤2中引发剂为过硫酸铵。
优选地，所述步骤3中凝固浴为含有2～4％的金属阳离子的水溶液，温度为 0℃～50℃，所述金属阳离子包括钙离子、镁离子、锌离子中的一种或几种。
优选地，所述步骤3中混合纺丝液注入凝固浴中的速度为2～10mL/h。
优选地，所述步骤3中辐射交联为紫外光引发的自由基聚合，紫外光波长 200～400nm，所述紫外光源设置在距离喷丝口5～10mm处。
优选地，所述步骤3中所制备的魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维直径范围为 0.34～1.18mm；纤维吸水溶胀倍率为18～25倍。
本发明还提供了由上述方法制备的魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维。
在制备抗菌水凝胶纤维的方法中，魔芋葡甘聚糖分子链上含有大量的活性羟 基，都可以与甲基丙烯酸酐发生化学反应，从而制备出魔芋葡甘聚糖可聚合单体。
盐酸胍中的胍基结构带有很强的正电吸附性，可吸附细菌带负电荷的细胞 膜，造成细菌细胞膜破裂，改变细胞质膜通透性从而杀死细菌。盐酸胍常用作医 药、农药、染料及其它有机合成物的中间体，盐酸胍结构中的氨基(—NH2)具 有一定的反应活性，可与甲基丙烯酸酐发生化学反应制备出甲基丙烯酰胺盐酸胍 单体。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明以资源丰富的魔芋葡甘聚糖和海藻酸盐为原料，原料丰富，成 本低，所制备的水凝胶纤维结构均匀，吸水性能优异，生物相容性好，应用前景 广阔。
(2)本发明采用的魔芋葡甘聚糖(KGM)提取自天然植物，水溶性和成膜 性较好，且与其它多糖类材料共混相容性较好；利用离子交联和辐照交联技术， 未添加任何化学交联剂，交联速度快，操作简单，生产效率高，容易实现连续性 生产，生产过程无污染。
(3)本发明采用有机胍盐抗菌单体与魔芋葡甘聚糖可聚合单体聚合制备水 凝胶纤维，该方法制备得到的水凝胶纤维结构均匀，机械性能提高，吸水性能好； 利用本发明方法制备的水凝胶纤维表面及内部分布着具有抗菌功能的胍基基团， 使得水凝胶纤维抗菌效果优异。抗菌水凝胶纤维的制备方法简单安全、成本低、 原料丰富，制备得到的水凝胶纤维生物相容性好，对人体无毒害作用。
附图说明
图1为本发明实施例1方法制备魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维的表面SEM图； 其中A为采用紫外光辐照的水凝胶纤维的表面SEM图，B为未采用紫外光辐照 的水凝胶初纤维的表面SEM图；
图2为本发明实施例1方法制备的魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维的截面SEM 图；其中C为采用紫外光辐照的水凝胶纤维的截面SEM图，D为未采用紫外光 辐照的水凝胶初纤维的截面SEM图；
图3为本发明制备的魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维双网络结构形成示意图；
图4为本发明实施例1方法制备的魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维对金黄色葡萄糖球菌A和大肠杆菌B的抗菌效果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明 本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之 后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本 申请所附权利要求书所限定的范围。
使用Instron 5542机械测试仪(Norwood，MA，USA)和1KN负载单元测 量具有不同组成和聚合物浓度的纤维的机械性能，将水凝胶纤维样品粘在两个夹 子上，以避免滑动，并以0.5mm min-1的恒定夹具位移速率拉伸。测定样品的拉 伸性能，包括弹性模量。
通过测量在去离子水中随时间的重量变化来表征水凝胶纤维的溶胀能力。在 溶胀试验之前，将水凝胶纤维样品在-50℃下冷冻干燥72小时，溶胀比(Q)计 算公式：
Q＝(Ws-Wd)/Wd*100％
其中Ws是在时间t时溶胀的水凝胶的重量，Wd是在t＝0时干燥的水凝胶 的重量。
实施例中抑菌实验依据GBT 20944.1-2007方法，具体方法为依据标准规定 方法配制菌液及琼脂培养基，分别取金黄色葡萄糖球菌和大肠杆菌菌液0.5ml 用PBS缓冲液稀释100倍，然后取稀释后的菌液1ml分别接种于两个琼脂培养 基上制备金黄色葡萄糖球菌琼脂培养基A及大肠杆菌琼脂培养基B；将滤纸裁 剪成直径大约2-3cm的圆形形状，将冻干后的水凝胶纤维取0.1g溶于10ml去离 子水中，待完全溶解后，用裁剪好的两个圆形滤纸沾取适量的水凝胶纤维溶液分 别放于琼脂培养基A及B上，将琼脂培养基(A)、(B)放置培养箱37℃条 件下培养18-24h。抗菌结果的定量计算公式：
H＝(D-d)/2
其中H为抑菌带宽度；D为抑菌带外径的平均直径；d圆形滤纸的平均直径。
实施例1
本实施例提供了一种魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维，具体制备步骤如下：
步骤1：魔芋葡甘聚糖可聚合单体与有机胍盐抗菌可聚合单体的制备：
a.魔芋葡甘聚糖可聚合单体的制备：
将0.5g魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan，KGM)加入50mL去离子水 中，用0.1mol/L的NaOH溶液调节pH至7～8，逐滴加入10mL甲基丙烯酸酐(methacrylic anhydrideMA)，在冰水浴中搅拌反应24h，反应完成后用乙醇沉 淀3次，过滤后真空干燥箱烘干得到魔芋葡甘聚糖可聚合单体；
b.有机胍盐抗菌单体的制备：
将5g盐酸胍盐酸盐加入到25mL无水乙醇中，加热到45℃待盐酸胍完全 溶解后逐滴加入10mL甲基丙烯酸酐，升温至90℃持续搅拌反应10h，反应完 成后混合物用乙酸乙酯沉淀3次，真空干燥箱烘干得到有机胍盐单体；
步骤2：混合纺丝液的制备：
将50mg魔芋葡甘聚糖可聚合单体、100mg海藻酸钠与有机胍盐抗菌可聚 合单体10mg溶于20mL去离子水中，加入1mg过硫酸铵，搅拌至完全溶解， 然后经过减压过滤、在真空烘箱中脱泡，制备得到含有魔芋葡甘聚糖可聚合单体、 海藻酸盐和有机胍盐可聚合单体的混合纺丝原液；
步骤3：两部交联法制备水凝胶纤维：
如图4所示，将步骤2所制得的混合纺丝原液通过注射器以3mL/h的速度 注入4％CaCl2凝固浴中，离子交联制得水凝胶初纤维，凝固浴温度为20～25℃； 再在距离喷丝口5mm处设置紫外光源，波长365nm，进行辐射交联，将收集的 水凝胶纤维用去离子水反复洗涤，获得双网络抗菌水凝胶纤维，即魔芋葡甘聚糖 基抗菌水凝胶纤维。
图1A为魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维的表面SEM图，图1B为未采用紫 外光辐照的水凝胶初纤维的表面SEM图，从图1A中可以看出水凝胶纤维经紫 外辐照产生的表面双网络结构。
图2C为魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维的截面SEM图，图2D为未采用紫 外光辐照的水凝胶初纤维的截面SEM图，从图2C中可以看出水凝胶纤维经紫 外辐照产生的内部双网络结构。
所制备的制备的魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维直径为0.35±0.01mm；纤维 吸水溶胀倍率为22.5倍。抗菌测试结果如图4中A、B显示水凝胶对大肠杆菌 及金黄色葡萄糖球菌都有较好的抑菌效果，抑菌带H金黄色葡萄糖球菌可达 12mm；大肠杆菌可达10mm。
实施例2
本实施例提供了一种魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维，具体制备步骤如下：
步骤1：魔芋葡甘聚糖可聚合单体与有机胍盐抗菌可聚合单体的制备：
a.魔芋葡甘聚糖可聚合单体的制备：
将0.5g魔芋葡甘聚糖加入50mL去离子水中，用0.1mol/L的NaOH溶液 调节pH至7～8，逐滴加入10mL丙烯酸酐，在冰水浴中搅拌反应24h，反应完 成后用乙醇沉淀3次，过滤后真空干燥箱烘干得到魔芋葡甘聚糖可聚合单体；
b.有机胍盐抗菌单体的制备：
将5g盐酸胍盐酸盐加入到25mL无水乙醇中，加热到45℃待盐酸胍完全 溶解后逐滴加入10mL丙烯酸酐，升温至90℃持续搅拌反应10h，反应完成后 混合物用乙酸乙酯沉淀3次，真空干燥箱烘干得到有机胍盐单体；
步骤2：混合纺丝液的制备：
将50mg魔芋葡甘聚糖可聚合单体、100mg海藻酸钠与有机胍盐抗菌可聚 合单体10mg溶于20mL去离子水中，加入1mg过硫酸铵，搅拌至完全溶解， 然后经过减压过滤、在真空烘箱中脱泡，制备得到含有魔芋葡甘聚糖可聚合单体、 海藻酸盐和有机胍盐可聚合单体的混合纺丝原液；
步骤3：两部交联法制备水凝胶纤维：
如图4所示，将步骤2所制得的混合纺丝原液通过注射器以5mL/h的速度 注入4％CaCl2凝固浴中，离子交联制得水凝胶初纤维，凝固浴温度为20～25℃； 再在距离喷丝口5mm处设置紫外光源，波长365nm，进行辐射交联，将收集的 水凝胶纤维用去离子水反复洗涤，获得双网络抗菌水凝胶纤维，即魔芋葡甘聚糖 基抗菌水凝胶纤维。
所制备的制备的魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维直径为0.65±0.01mm；纤维 吸水溶胀倍率为25倍。抗菌测试结果显示水凝胶对大肠杆菌及金黄色葡萄糖球 菌都有较好的抑菌效果，抑菌带H金黄色葡萄糖球菌可达10mm；大肠杆菌可达 6mm。
实施例3
本实施例提供了一种魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维，具体制备步骤如下：
步骤1：魔芋葡甘聚糖可聚合单体与有机胍盐抗菌可聚合单体的制备：
a.魔芋葡甘聚糖可聚合单体的制备：
将0.5g魔芋葡甘聚糖加入50mL去离子水中，用0.1mol/L的NaOH溶液 调节pH至7～8，逐滴加入10mL甲基丙烯酸酐，在冰水浴中搅拌反应24h，反 应完成后用乙醇沉淀3次，过滤后真空干燥箱烘干得到魔芋葡甘聚糖可聚合单 体；
b.有机胍盐抗菌单体的制备：
将5g盐酸胍盐酸盐加入到25mL无水乙醇中，加热到45℃待盐酸胍完全 溶解后逐滴加入10mL甲基丙烯酸酐，升温至90℃持续搅拌反应10h，反应完 成后混合物用乙酸乙酯沉淀3次，真空干燥箱烘干得到有机胍盐单体；
步骤2：混合纺丝液的制备：
将50mg魔芋葡甘聚糖可聚合单体、400mg海藻酸钠与有机胍盐抗菌可聚 合单体20mg溶于20mL去离子水中，加入1mg过硫酸铵，搅拌至完全溶解， 然后经过减压过滤、在真空烘箱中脱泡，制备得到含有魔芋葡甘聚糖可聚合单体、 海藻酸盐和有机胍盐可聚合单体的混合纺丝原液；
步骤3：两部交联法制备水凝胶纤维：
如图4所示，将步骤2所制得的混合纺丝原液通过注射器以3mL/h的速度 注入2％CaCl2凝固浴中，离子交联制得水凝胶初纤维，凝固浴温度为20～25℃； 再在距离喷丝口5mm处设置紫外光源，波长365nm，进行辐射交联，将收集 的水凝胶纤维用去离子水反复洗涤，获得双网络抗菌水凝胶纤维，即魔芋葡甘聚 糖基抗菌水凝胶纤维。
所制备的制备的魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维直径为0.42±0.005mm；纤 维吸水溶胀倍率为20倍。抗菌测试结果显示水凝胶对大肠杆菌及金黄色葡萄糖 球菌都有较好的抑菌效果，抑菌带H金黄色葡萄糖球菌可达12mm；大肠杆菌可 达10mm。
实施例4
本实施例提供了一种魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维，具体制备步骤如下：
步骤1：魔芋葡甘聚糖可聚合单体与有机胍盐抗菌可聚合单体的制备：
a.魔芋葡甘聚糖可聚合单体的制备：
将0.5g魔芋葡甘聚糖加入50mL去离子水中，用0.1mol/L的NaOH溶液 调节pH至7～8，逐滴加入10mL甲基丙烯酸酐，在冰水浴中搅拌反应24h，反 应完成后用乙醇沉淀3次，过滤后真空干燥箱烘干得到魔芋葡甘聚糖可聚合单 体；
b.有机胍盐抗菌单体的制备：
将5g盐酸胍盐酸盐加入到25mL无水乙醇中，加热到45℃待盐酸胍完全 溶解后逐滴加入10mL甲基丙烯酸酐，升温至90℃持续搅拌反应10h，反应完 成后混合物用乙酸乙酯沉淀3次，真空干燥箱烘干得到有机胍盐单体；
步骤2：混合纺丝液的制备：
将50mg魔芋葡甘聚糖可聚合单体、400mg海藻酸钠与有机胍盐抗菌可聚 合单体20mg溶于20mL去离子水中，加入1mg过硫酸铵，搅拌至完全溶解， 然后经过减压过滤、在真空烘箱中脱泡，制备得到含有魔芋葡甘聚糖可聚合单体、 海藻酸盐和有机胍盐可聚合单体的混合纺丝原液；
步骤3：两部交联法制备水凝胶纤维：
如图4所示，将步骤2所制得的混合纺丝原液通过注射器以3mL/h的速度 注入4％CaCl2凝固浴中，离子交联制得水凝胶初纤维，凝固浴温度为20～25℃； 再在距离喷丝口5mm处设置紫外光源，波长365nm，进行辐射交联，将收集 的水凝胶纤维用去离子水反复洗涤，获得双网络抗菌水凝胶纤维，即魔芋葡甘聚 糖基抗菌水凝胶纤维。
所制备的制备的魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维直径为0.40±0.01mm；纤维 吸水溶胀倍率为21.5倍。抗菌测试结果显示水凝胶对大肠杆菌及金黄色葡萄糖 球菌都有较好的抑菌效果，抑菌带H金黄色葡萄糖球菌可达10mm；大肠杆菌可 达8mm。

Claims (10)

1.一种魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：魔芋葡甘聚糖可聚合单体与有机胍盐抗菌可聚合单体的制备：
将魔芋葡甘聚糖溶解于水中，加入可自由基聚合的酸酐，调节pH值，冰水浴搅拌反应，提纯后真空干燥箱烘干得到魔芋葡甘聚糖可聚合单体；将胍基化合物溶于有机溶剂中，加入可自由基聚合的酸酐进行反应，提纯后真空干燥箱烘干得到有机胍盐抗菌可聚合单体；
步骤2：混合纺丝液的制备：
将魔芋葡甘聚糖可聚合单体、海藻酸盐和有机胍盐可聚合单体溶解在水中，加入引发剂，搅拌至完全溶解，然后经过过滤、脱泡，制备得到含有魔芋葡甘聚糖可聚合单体、海藻酸盐和有机胍盐可聚合单体的混合纺丝原液；
步骤3：两部交联法制备水凝胶纤维：
将步骤2所制得的混合纺丝原液注入凝固浴中，离子交联制得水凝胶初纤维；再在距离喷丝口设置紫外光源进行辐射交联，将收集的水凝胶纤维反复洗涤，得到双网络抗菌水凝胶纤维，即魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维。
2.如权利要求1所述魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维的制备方法，其特征在于，按重量份数，所述步骤1中魔芋葡甘聚糖、可自由基聚合的酸酐、水的比例为50～100份：1000～2000份：10000～40000份；按重量份数，所述步骤1中胍基化合物、乙醇、可自由基聚合的酸酐的比例为1～10份：5～50份：2～10份。
3.如权利要求1所述魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的有机溶剂为甲醇或乙醇；所述步骤1中可自由基聚合的酸酐为甲基丙烯酸酐、马来酸酐和丙烯酸酐中的任意一种。
4.如权利要求1所述魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体为：将魔芋葡甘聚糖溶解于水中，加入可自由基聚合的酸酐，调节pH值至8～9，冰水浴搅拌反应，反应完成后用乙醇沉淀2～3次，过滤后真空干燥箱烘干得到魔芋葡甘聚糖可聚合单体；将胍基化合物溶于有机溶剂中，加入可自由基聚合的酸酐，在60℃～90℃条件下反应5～10h，反应完成后混合物用乙酸乙酯沉淀2～3次，真空干燥箱烘干得到有机胍盐抗菌单体。
5.如权利要求1所述魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维的制备方法，其特征在于，按重量份数，所述步骤2中混合纺丝原液中魔芋葡甘聚糖可聚合单体为50～100份，海藻酸盐的含量为100～800份，有机胍盐可聚合单体为10～20份，引发剂0.1～5份，其中魔芋葡甘聚糖可聚合单体与海藻酸盐的质量比为1:2～1:8；所述引发剂为过硫酸铵。
6.如权利要求1所述魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤3中凝固浴为含有2～4％的金属阳离子的水溶液，温度为0℃～50℃；所述金属阳离子包括钙离子、镁离子和锌离子中的任意一种或几种。
7.如权利要求1所述魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤3中混合纺丝液注入凝固浴中的速度为2～10mL/h。
8.如权利要求1所述魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤3中辐射交联为紫外光引发的自由基聚合，紫外光波长200～400nm，所述紫外光源设置在距离喷丝口5～10mm处。
9.如权利要求1所述魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤3中所制备的魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维直径范围为0.34～1.18mm；纤维吸水溶胀倍率为18～25倍。
10.权利要求1～9所述方法制备的魔芋葡甘聚糖基抗菌水凝胶纤维。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110629318A (zh) * 2019-09-19 2019-12-31 东华大学 一种基于水凝胶光纤力学传感器及其制备方法
CN110965209A (zh) * 2019-11-20 2020-04-07 优彩环保资源科技股份有限公司 一种有色聚酯长丝非织造布的生产工艺
CN111058124A (zh) * 2019-12-13 2020-04-24 东华大学 一种杂化交联透明离子导电有机水凝胶纤维的制备方法
WO2021096230A1 (ko) * 2019-11-13 2021-05-20 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지 및 이의 제조방법
WO2021210902A1 (ko) * 2020-04-13 2021-10-21 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법
WO2021242052A1 (ko) * 2020-05-28 2021-12-02 주식회사 엘지화학 항균성 고분자 조성물
CN114832153A (zh) * 2022-05-06 2022-08-02 奥美医疗用品股份有限公司 多糖类织物增强基抗菌止血多功能水凝胶敷料

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1978718A (zh) * 2006-11-04 2007-06-13 青岛大学 高强度海藻酸/明胶共混纤维的制备方法及用途
CN103835025A (zh) * 2014-03-07 2014-06-04 青岛大学 一种永久抗菌聚胍海藻纤维的制备方法
CN104652119A (zh) * 2013-11-20 2015-05-27 香港理工大学 一种双网络水凝胶纤维的制备方法及其产品
CN106243296A (zh) * 2016-07-28 2016-12-21 东华大学 一种二次交联提高水凝胶纤维力学性能的方法
CN106555253A (zh) * 2015-09-28 2017-04-05 天津工业大学 一种高强度高韧性水凝胶纳米纤维及其制备方法
CN106832347A (zh) * 2017-02-24 2017-06-13 东华大学 一种安全高效持久抗菌纳米水凝胶及其制备方法
CN108192153A (zh) * 2018-01-15 2018-06-22 大连工业大学 一种基于双网络结构设计制备气凝胶的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1978718A (zh) * 2006-11-04 2007-06-13 青岛大学 高强度海藻酸/明胶共混纤维的制备方法及用途
CN104652119A (zh) * 2013-11-20 2015-05-27 香港理工大学 一种双网络水凝胶纤维的制备方法及其产品
CN103835025A (zh) * 2014-03-07 2014-06-04 青岛大学 一种永久抗菌聚胍海藻纤维的制备方法
CN106555253A (zh) * 2015-09-28 2017-04-05 天津工业大学 一种高强度高韧性水凝胶纳米纤维及其制备方法
CN106243296A (zh) * 2016-07-28 2016-12-21 东华大学 一种二次交联提高水凝胶纤维力学性能的方法
CN106832347A (zh) * 2017-02-24 2017-06-13 东华大学 一种安全高效持久抗菌纳米水凝胶及其制备方法
CN108192153A (zh) * 2018-01-15 2018-06-22 大连工业大学 一种基于双网络结构设计制备气凝胶的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TAMAYOL A, ET AL.: "Hydrogel Templates for Rapid Manufacturing of Bioactive Fibers and 3D Constructs", 《ADVANCED HEALTHCARE MATERIALS》 *
段久芳等: "《天然高分子材料》", 30 September 2016, 华中科技大学出版社 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110629318A (zh) * 2019-09-19 2019-12-31 东华大学 一种基于水凝胶光纤力学传感器及其制备方法
CN110629318B (zh) * 2019-09-19 2021-11-09 东华大学 一种基于水凝胶光纤力学传感器及其制备方法
WO2021096230A1 (ko) * 2019-11-13 2021-05-20 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지 및 이의 제조방법
CN114599696A (zh) * 2019-11-13 2022-06-07 株式会社Lg化学 超吸收性聚合物及其制备方法
EP4029375A4 (en) * 2019-11-13 2022-11-23 LG Chem, Ltd. SUPER ABSORBENT POLYMER AND ITS PRODUCTION PROCESS
CN114599696B (zh) * 2019-11-13 2023-09-08 株式会社Lg化学 超吸收性聚合物及其制备方法
CN110965209A (zh) * 2019-11-20 2020-04-07 优彩环保资源科技股份有限公司 一种有色聚酯长丝非织造布的生产工艺
CN111058124A (zh) * 2019-12-13 2020-04-24 东华大学 一种杂化交联透明离子导电有机水凝胶纤维的制备方法
CN111058124B (zh) * 2019-12-13 2021-12-21 东华大学 一种杂化交联透明离子导电有机水凝胶纤维的制备方法
WO2021210902A1 (ko) * 2020-04-13 2021-10-21 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법
WO2021242052A1 (ko) * 2020-05-28 2021-12-02 주식회사 엘지화학 항균성 고분자 조성물
CN114832153A (zh) * 2022-05-06 2022-08-02 奥美医疗用品股份有限公司 多糖类织物增强基抗菌止血多功能水凝胶敷料

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