CN113321884A - 一种生物相容性抗菌薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种生物相容性抗菌薄膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113321884A
CN113321884A CN202110640623.5A CN202110640623A CN113321884A CN 113321884 A CN113321884 A CN 113321884A CN 202110640623 A CN202110640623 A CN 202110640623A CN 113321884 A CN113321884 A CN 113321884A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
polyvinyl alcohol
chitosan
starch
modified
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110640623.5A
Other languages
English (en)
Inventor
吴连球
徐子状
詹先文
陈鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHENGDE TECHNOLOGY CO LTD
Original Assignee
CHENGDE TECHNOLOGY CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHENGDE TECHNOLOGY CO LTD filed Critical CHENGDE TECHNOLOGY CO LTD
Priority to CN202110640623.5A priority Critical patent/CN113321884A/zh
Publication of CN113321884A publication Critical patent/CN113321884A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0024—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Glucans; (beta-1,3)-D-Glucans, e.g. paramylon, coriolan, sclerotan, pachyman, callose, scleroglucan, schizophyllan, laminaran, lentinan or curdlan; (beta-1,6)-D-Glucans, e.g. pustulan; (beta-1,4)-D-Glucans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Glucans, e.g. lichenan; Derivatives thereof
    • C08B37/0027—2-Acetamido-2-deoxy-beta-glucans; Derivatives thereof
    • C08B37/003—Chitin, i.e. 2-acetamido-2-deoxy-(beta-1,4)-D-glucan or N-acetyl-beta-1,4-D-glucosamine; Chitosan, i.e. deacetylated product of chitin or (beta-1,4)-D-glucosamine; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2303/00—Characterised by the use of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08J2303/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2303/00—Characterised by the use of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08J2303/04—Starch derivatives
    • C08J2303/08—Ethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2329/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
    • C08J2329/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08J2329/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2403/00—Characterised by the use of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08J2403/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2403/00—Characterised by the use of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08J2403/04—Starch derivatives
    • C08J2403/08—Ethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2405/00—Characterised by the use of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08J2401/00 or C08J2403/00
    • C08J2405/08—Chitin; Chondroitin sulfate; Hyaluronic acid; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2429/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
    • C08J2429/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08J2429/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2467/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2467/04—Polyesters derived from hydroxy carboxylic acids, e.g. lactones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05—Alcohols; Metal alcoholates
    • C08K5/053—Polyhydroxylic alcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/20—Carboxylic acid amides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种生物相容性抗菌薄膜及其制备方法，所述生物相容性抗菌薄膜包括以下组分：薄膜基体溶液、改性壳聚糖、辣椒碱、甘油；所述薄膜基体溶液为改性聚乙烯醇、淀粉混合溶液。本发明的生物相容性薄膜以聚乙烯醇为基体聚合物，辅以淀粉，对壳聚糖进行改性处理，制备出改性壳聚糖/聚乙烯醇/淀粉复合膜，添加具有抗菌性的辣椒碱，使薄膜具有优异的力学性能、热学性能、抗氧化性能、阻隔性能、抗菌性能及生物相容性。

Description

一种生物相容性抗菌薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及膜材料技术领域，具体涉及一种生物相容性抗菌薄膜及其制备方法。
背景技术
近年来，随着人们生活水平的提高，人们对生活环境的认识特别是对食品、医药的安全意识不断增强。微生物的生长繁殖不仅是造成产品腐烂变质的重要原因，而且部分微生物还会对人体造成很大的危害。因此，具有抗菌性能的产品包装膜收到广泛的关注。此外，以石油为基础的非生物降解材料严重污染环境，已无法满足绿色可持续发展的环保要求。
目前，对薄膜、涂层及包装中抗菌剂的研究主要集中在使用合成和天然多糖、蛋白质和脂质等生物聚合物作为非消耗非迁移的抗菌剂上。虽然已有多种抗菌剂应用于食品包装，但是由于生物相容性和抗氧化性不足，限制了其应用。由于壳聚糖具有良好的生物降解性和生物相容性，无毒无害，含量丰富，能够抑制细菌生长，具有一定的抗菌活性，被认为是一种可替代化学合成抗菌剂的天然多糖聚合物，同时，壳聚糖是一种生物可再生资源，因此它在食品包装领域展现出巨大的应用潜力。但壳聚糖难溶于水和有机溶剂的性质限制了它的应用。
常见的基于生物大分子的薄膜具有生产成本低廉、生物相容性好、可生物降解及易加工的特点，但单一组分的薄膜机械性能差、氧气阻隔性、水阻隔率等性能较差，还不能达到食品包装膜广泛应用的要求。
中国专利CN105001463A公开了一种明胶-壳聚糖复合膜的制备，该专利将壳聚糖溶液与明胶混合使用，取长补短，改善了明胶成膜性及机械性能差的缺点及壳聚糖阻水汽性差的缺点，并赋予复合膜良好的抗菌性；但该发明采用的壳聚糖在水中溶解度较小，且壳聚糖本身分子结构规整，力学性能较差，将其与机械性能同样较差的明胶复合成膜，复合膜的机械性仍存在不足，因此，明胶-壳聚糖复合膜的机械性能、抗菌性能仍需进一步改善和加强。
中国专利CN109627474A公开了纳米纤维素-壳聚糖-明胶复合膜的制备方法，该发明将纳米纤维素作为分散相来增强壳聚糖-明胶复合膜的力学性能，但纳米纤维素与明胶、壳聚糖之间的相容性不足纳米纤维与壳聚糖、聚乙烯醇之间的相容性，原因在于纳米纤维素、壳聚糖与聚乙烯醇之间存在强烈的氢键相互作用，氢键的存在使壳聚糖的热稳定性提高，聚乙烯醇结晶性下降，促进纳米纤维素、壳聚糖与聚乙烯醇相容，且明胶-壳聚糖薄膜弹性较低，膜较脆。因此，该发明复合膜组分相容性、复合膜稳定性以及抗菌性能亟需进一步加强。中国专利CN106867042A公开了流延法制备纳米纤维素/壳聚糖/聚乙烯醇复合膜及其在生物抗菌膜中的应用，但仍未提高壳聚糖的水溶性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种生物相容性抗菌薄膜及其制备方法，本发明生物相容性薄膜以聚乙烯醇为基体聚合物，辅以淀粉，对壳聚糖进行改性处理，提高其水溶性，制备出改性壳聚糖/聚乙烯醇/淀粉复合膜，同时添加具有抗菌性的辣椒碱，使薄膜具有优异的力学性能、热学性能、抗氧化性能、阻隔性能、抗菌性能及生物相容性，并将其应用于抗菌膜，以解决上述技术问题。
本发明提供如下技术方案：
一种生物相容性抗菌薄膜，所述生物相容性抗菌薄膜包括以下组分：薄膜基体溶液、改性壳聚糖、辣椒碱、甘油；所述薄膜基体溶液为改性聚乙烯醇、淀粉混合溶液；所述混合溶液中改性聚乙烯醇与淀粉的质量比为0.6～0.75:0.25～0.4；所述改性壳聚糖的添加量为改性聚乙烯醇与淀粉固体总质量的25％～65％；所述辣椒碱的添加量为改性聚乙烯醇与淀粉固体总质量的4％～12％；所述甘油的添加量为改性聚乙烯醇与淀粉固体总质量的12％～20％。
优选地，所述混合溶液中改性聚乙烯醇与淀粉的质量比为1:0.65；所述改性壳聚糖的添加量为改性聚乙烯醇与淀粉固体总质量的40％；所述辣椒碱的添加量为改性聚乙烯醇与淀粉固体总质量的8％；所述甘油的添加量为改性聚乙烯醇与淀粉固体总质量的20％。
优选地，所述改性聚乙烯醇由聚乙烯醇与聚-3-羟基丁酸酯按质量比1:0.2～0.4的比例共混而成。
优选地，所述改性壳聚糖的制备包括以下步骤：
S1，室温下，将壳聚糖溶解于蒸馏水中，滴加浓度为6％的乙酸溶液调节pH至4～5，在45℃～60℃下搅拌30min～45min，使壳聚糖溶解均匀，得到壳聚糖溶液；将环氧丙基三甲基氯化铵溶于蒸馏水中，磁力搅拌使环氧丙基三甲基氯化铵溶解均匀，得到环氧丙基三甲基氯化铵溶液；
S2，将环氧丙基三甲基氯化铵溶液缓慢滴加至壳聚糖溶液中，在35℃～45℃回流反应24h，抽滤后得到粗产品；经透析、冷冻干燥处理后，得到改性壳聚糖。
优选地，S1中，所述壳聚糖溶液的浓度为1.5wt％～3.5wt％。
更优选地，S1中，所述环氧丙基三甲基氯化铵溶液的浓度为0.2mol/L～0.8mol/L。
本发明另一目的在于提供一种上述生物相容性抗菌薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，薄膜基体溶液的制备：按改性聚乙烯醇与淀粉的质量比为0.6～0.75:0.25～0.4的比例分别称取改性聚乙烯醇、淀粉，备用；将改性聚乙烯醇加入到有机溶剂中，充分溶解后，制得改性聚乙烯醇溶液；将淀粉溶于水中，在90℃～100℃下搅拌糊化30min～50min，然后将其与改性聚乙烯醇溶液混合均匀，制得薄膜基体溶液；
步骤2，改性壳聚糖溶液的制备：将改性壳聚糖加入到蒸馏水中，充分搅拌，溶解后，制得改性壳聚糖溶液；
步骤3，生物相容性抗菌膜的制备：将步骤1薄膜基体溶液与步骤2改性壳聚糖溶液混合，在室温下搅拌15min，按所述质量比，加入辣椒碱，继续搅拌30min；按所述质量比，加入甘油，继续搅拌15min，得到共混液；将共混液置于恒温加热搅拌磁力搅拌器中，70℃～85℃下搅拌6h～8h；将共混液真空脱泡后在不锈钢板上浇筑成膜，在真空干燥箱中，抽真空至0.09MPa，于45℃下干燥72h，脱模后制得生物相容性抗菌薄膜。
优选地，步骤1中，所述淀粉包括玉米淀粉和交联羟丙基淀粉；所述玉米淀粉和交联羟丙基淀粉的质量比为1:1。
优选地，步骤2中，所述改性壳聚糖溶液的浓度为2wt％～3.5wt％。
优选地，步骤3中，所述真空脱泡工艺参数为：真空度为0.09MPa～1.2MPa，时间为60min～80min。
从上述的技术方案可以看出，本发明的有益效果是：
(1)本发明制备的生物相容性抗菌薄膜具有良好的抗菌性、生物相容性、生物降解性，且具有特殊的气体阻隔性，优异的机械性能。将改性后的壳聚糖与改性聚乙烯醇和淀粉复配使用，解决了壳聚糖水溶性差的问题，提高了原料各组分间的相溶性；辣椒碱的添加使用，显著提高了薄膜的抗菌和断裂伸长率；多种组分协同增效，最终制备的生物相容性抗菌薄膜兼具改性壳聚糖、聚乙烯醇、辣椒碱的优点，同时该薄膜使用后的废弃物能够较快自行降解，有益于保护环境。
(2)本发明的制备方法生产成本低，制备工艺简单，绿色环保，生产效率高，便于推广使用。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种生物相容性抗菌薄膜及其制备方法
生物相容性抗菌薄膜，所述生物相容性抗菌薄膜按质量包括以下组分：改性聚乙烯醇60g、淀粉25g；改性壳聚糖25g；辣椒碱4gg、甘油12gg。
上述改性壳聚糖的制备包括以下步骤：
S1，室温下，将壳聚糖溶解于蒸馏水中，滴加浓度为6％的乙酸溶液调节pH至4，在45℃下搅拌30min，使壳聚糖溶解均匀，得到浓度为1.5wt％的壳聚糖溶液；将环氧丙基三甲基氯化铵溶于蒸馏水中，磁力搅拌使环氧丙基三甲基氯化铵溶解均匀，得到浓度为0.2mol/L的环氧丙基三甲基氯化铵溶液；
S2，将环氧丙基三甲基氯化铵溶液缓慢滴加至壳聚糖溶液中，在35℃回流反应24h，抽滤后得到粗产品；经透析、冷冻干燥处理后，得到改性壳聚糖。
上述生物相容性抗菌薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，薄膜基体溶液的制备：将改性聚乙烯醇加入到有机溶剂中，充分溶解后，制得改性聚乙烯醇溶液；将玉米淀粉和交联羟丙基淀粉按质量比1:1混合溶于水中，在90℃下搅拌糊化30min，然后将其与改性聚乙烯醇溶液混合均匀，制得薄膜基体溶液；
步骤2，改性壳聚糖溶液的制备：将改性壳聚糖加入到蒸馏水中，充分搅拌，溶解后，制得浓度为2wt％的改性壳聚糖溶液；
步骤3，生物相容性抗菌膜的制备：将步骤1薄膜基体溶液与步骤2改性壳聚糖溶液混合，在室温下搅拌15min，按上述质量比，加入辣椒碱，继续搅拌30min；按所述质量比，加入甘油，继续搅拌15min，得到共混液；将共混液置于恒温加热搅拌磁力搅拌器中，70℃下搅拌6h；将共混液在真空度0.09MPa下脱泡60min后在不锈钢板上浇筑成膜，在真空干燥箱中，抽真空至0.09MPa，于45℃下干燥72h，脱模后制得生物相容性抗菌薄膜。
实施例2
一种生物相容性抗菌薄膜及其制备方法
生物相容性抗菌薄膜，所述生物相容性抗菌薄膜按质量包括以下组分：改性聚乙烯醇65g、淀粉28g；改性壳聚糖30g；辣椒碱5g、甘油14g。
上述改性壳聚糖的制备包括以下步骤：
S1，室温下，将壳聚糖溶解于蒸馏水中，滴加浓度为6％的乙酸溶液调节pH至4，在45℃下搅拌35min，使壳聚糖溶解均匀，得到浓度为1.8wt％的壳聚糖溶液；将环氧丙基三甲基氯化铵溶于蒸馏水中，磁力搅拌使环氧丙基三甲基氯化铵溶解均匀，得到浓度为0.3mol/L的环氧丙基三甲基氯化铵溶液；
S2，将环氧丙基三甲基氯化铵溶液缓慢滴加至壳聚糖溶液中，在35℃回流反应24h，抽滤后得到粗产品；经透析、冷冻干燥处理后，得到改性壳聚糖。
上述生物相容性抗菌薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，薄膜基体溶液的制备：将改性聚乙烯醇加入到有机溶剂中，充分溶解后，制得改性聚乙烯醇溶液；将玉米淀粉和交联羟丙基淀粉按质量比1:1混合溶于水中，在90℃下搅拌糊化35min，然后将其与改性聚乙烯醇溶液混合均匀，制得薄膜基体溶液；
步骤2，改性壳聚糖溶液的制备：将改性壳聚糖加入到蒸馏水中，充分搅拌，溶解后，制得浓度为2.5wt％的改性壳聚糖溶液；
步骤3，生物相容性抗菌膜的制备：将步骤1薄膜基体溶液与步骤2改性壳聚糖溶液混合，在室温下搅拌15min，按上述质量比，加入辣椒碱，继续搅拌30min；按所述质量比，加入甘油，继续搅拌15min，得到共混液；将共混液置于恒温加热搅拌磁力搅拌器中，75℃下搅拌6.5h；将共混液在真空度0.09MPa下脱泡65min后在不锈钢板上浇筑成膜，在真空干燥箱中，抽真空至0.09MPa，于45℃下干燥72h，脱模后制得生物相容性抗菌薄膜。
实施例3
一种生物相容性抗菌薄膜及其制备方法
生物相容性抗菌薄膜，所述生物相容性抗菌薄膜按质量包括以下组分：改性聚乙烯醇70g、淀粉300g；改性壳聚糖40g；辣椒碱8g、甘油20g。
上述改性壳聚糖的制备包括以下步骤：
S1，室温下，将壳聚糖溶解于蒸馏水中，滴加浓度为6％的乙酸溶液调节pH至5，在55℃下搅拌35min，使壳聚糖溶解均匀，得到浓度为2.5wt％的壳聚糖溶液；将环氧丙基三甲基氯化铵溶于蒸馏水中，磁力搅拌使环氧丙基三甲基氯化铵溶解均匀，得到浓度为0.6mol/L的环氧丙基三甲基氯化铵溶液；
S2，将环氧丙基三甲基氯化铵溶液缓慢滴加至壳聚糖溶液中，在40℃回流反应24h，抽滤后得到粗产品；经透析、冷冻干燥处理后，得到改性壳聚糖。
上述生物相容性抗菌薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，薄膜基体溶液的制备：将改性聚乙烯醇加入到有机溶剂中，充分溶解后，制得改性聚乙烯醇溶液；将玉米淀粉和交联羟丙基淀粉按质量比1:1混合溶于水中，在95℃下搅拌糊化40min，然后将其与改性聚乙烯醇溶液混合均匀，制得薄膜基体溶液；
步骤2，改性壳聚糖溶液的制备：将改性壳聚糖加入到蒸馏水中，充分搅拌，溶解后，制得浓度为3wt％的改性壳聚糖溶液；
步骤3，生物相容性抗菌膜的制备：将步骤1薄膜基体溶液与步骤2改性壳聚糖溶液混合，在室温下搅拌15min，按上述质量比，加入辣椒碱，继续搅拌30min；按所述质量比，加入甘油，继续搅拌15min，得到共混液；将共混液置于恒温加热搅拌磁力搅拌器中，80℃下搅拌8h；将共混液在真空度1MPa下脱泡70min后在不锈钢板上浇筑成膜，在真空干燥箱中，抽真空至0.09MPa，于45℃下干燥72h，脱模后制得生物相容性抗菌薄膜。
实施例4
一种生物相容性抗菌薄膜及其制备方法
生物相容性抗菌薄膜，所述生物相容性抗菌薄膜按质量包括以下组分：改性聚乙烯醇70g、淀粉38g；改性壳聚糖55g；辣椒碱10g、甘油18g。
上述改性壳聚糖的制备包括以下步骤：
S1，室温下，将壳聚糖溶解于蒸馏水中，滴加浓度为6％的乙酸溶液调节pH至5，在55℃下搅拌45min，使壳聚糖溶解均匀，得到浓度为3wt％的壳聚糖溶液；将环氧丙基三甲基氯化铵溶于蒸馏水中，磁力搅拌使环氧丙基三甲基氯化铵溶解均匀，得到浓度为0.7mol/L的环氧丙基三甲基氯化铵溶液；
S2，将环氧丙基三甲基氯化铵溶液缓慢滴加至壳聚糖溶液中，在345℃回流反应24h，抽滤后得到粗产品；经透析、冷冻干燥处理后，得到改性壳聚糖。
上述生物相容性抗菌薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，薄膜基体溶液的制备：将改性聚乙烯醇加入到有机溶剂中，充分溶解后，制得改性聚乙烯醇溶液；将玉米淀粉和交联羟丙基淀粉按质量比1:1混合溶于水中，在100℃下搅拌糊化45min，然后将其与改性聚乙烯醇溶液混合均匀，制得薄膜基体溶液；
步骤2，改性壳聚糖溶液的制备：将改性壳聚糖加入到蒸馏水中，充分搅拌，溶解后，制得浓度为3.2wt％的改性壳聚糖溶液；
步骤3，生物相容性抗菌膜的制备：将步骤1薄膜基体溶液与步骤2改性壳聚糖溶液混合，在室温下搅拌15min，按上述质量比，加入辣椒碱，继续搅拌30min；按所述质量比，加入甘油，继续搅拌15min，得到共混液；将共混液置于恒温加热搅拌磁力搅拌器中，85℃下搅拌7h；将共混液在真空度1.1MPa下脱泡75min后在不锈钢板上浇筑成膜，在真空干燥箱中，抽真空至0.09MPa，于45℃下干燥72h，脱模后制得生物相容性抗菌薄膜。
实施例5
一种生物相容性抗菌薄膜及其制备方法
生物相容性抗菌薄膜，所述生物相容性抗菌薄膜按质量包括以下组分：改性聚乙烯醇75g、淀粉40g；改性壳聚糖65g；辣椒碱12g、甘油20g。
上述改性壳聚糖的制备包括以下步骤：
S1，室温下，将壳聚糖溶解于蒸馏水中，滴加浓度为6％的乙酸溶液调节pH至5，在60℃下搅拌45min，使壳聚糖溶解均匀，得到浓度为3.5％的壳聚糖溶液；将环氧丙基三甲基氯化铵溶于蒸馏水中，磁力搅拌使环氧丙基三甲基氯化铵溶解均匀，得到浓度为0.8mol/L的环氧丙基三甲基氯化铵溶液；
S2，将环氧丙基三甲基氯化铵溶液缓慢滴加至壳聚糖溶液中，在45℃回流反应24h，抽滤后得到粗产品；经透析、冷冻干燥处理后，得到改性壳聚糖。
上述生物相容性抗菌薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，薄膜基体溶液的制备：将改性聚乙烯醇加入到有机溶剂中，充分溶解后，制得改性聚乙烯醇溶液；将玉米淀粉和交联羟丙基淀粉按质量比1:1混合溶于水中，在100℃下搅拌糊化50min，然后将其与改性聚乙烯醇溶液混合均匀，制得薄膜基体溶液；
步骤2，改性壳聚糖溶液的制备：将改性壳聚糖加入到蒸馏水中，充分搅拌，溶解后，制得浓度为3.5wt％的改性壳聚糖溶液；
步骤3，生物相容性抗菌膜的制备：将步骤1薄膜基体溶液与步骤2改性壳聚糖溶液混合，在室温下搅拌15min，按上述质量比，加入辣椒碱，继续搅拌30min；按所述质量比，加入甘油，继续搅拌15min，得到共混液；将共混液置于恒温加热搅拌磁力搅拌器中，85℃下搅拌8h；将共混液在真空度1.2MPa下脱泡80min后在不锈钢板上浇筑成膜，在真空干燥箱中，抽真空至0.09MPa，于45℃下干燥72h，脱模后制得生物相容性抗菌薄膜。
对比例1
与实施例3的制备方法相同，与实施例3的不同之处在于，将实施例3中的改性壳聚糖替换为普通壳聚糖，其他步骤同实施例3。
对比例2
与实施例3的制备方法相同，与实施例3的不同之处在于，原料组分中未添加辣椒碱。
对比例3
与实施例3的制备方法相同，与实施例3的不同之处在于，将实施例3中的改性聚乙烯醇替换为普通聚乙烯醇，其他步骤同实施例3。
试验例
为了确定本发明制备的生物相容性抗菌薄膜的性能，现对实施例1～5制备的生物相容性抗菌薄膜及对比例1～3制备的生物相容性抗菌薄膜分别进行性能测试：
(1)测定实施例1～5制备的生物相容性抗菌薄膜的物理机械性能
测试结果如表1所示
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
拉伸强度/MPa 53.4 52.8 54.6 53.5 52.4
断裂伸长率/％ 31.2 31.5 32.8 31.8 32.3
水蒸汽透过率(g/m<sup>2</sup>·d) 518 521 533 526 522
氧气透过率(cm<sup>3</sup>/m<sup>2</sup>·d) 475 468 476 472 465
(2)测定实施例1～5制备的生物相容性抗菌薄膜的抗菌性能
测试结果如表2所示
表2
大肠杆菌抑菌率/％ 金黄色葡萄球菌抑菌率/％ 白色念珠球菌抑菌率/％
实施例1 99.85 98.55 97.65
实施例2 99.62 98.42 98.17
实施例3 99.99 98.69 98.46
实施例4 99.78 99.25 97.62
实施例5 99.99 98.88 98.69
(3)测定实施例3、对比例1～3制备的生物相容性抗菌薄膜的物理机械性能及抗菌性能
测试结果如表3所示
表3
Figure BDA0003107033550000091
Figure BDA0003107033550000101
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物相容性抗菌薄膜，其特征在于，所述生物相容性抗菌薄膜包括以下组分：薄膜基体溶液、改性壳聚糖、辣椒碱、甘油；所述薄膜基体溶液为改性聚乙烯醇、淀粉混合溶液；所述混合溶液中改性聚乙烯醇与淀粉的质量比为0.6～0.75:0.25～0.4；所述改性壳聚糖的添加量为改性聚乙烯醇与淀粉固体总质量的25％～65％；所述辣椒碱的添加量为改性聚乙烯醇与淀粉固体总质量的4％～12％；所述甘油的添加量为改性聚乙烯醇与淀粉固体总质量的12％～20％。
2.根据权利要求1所述的生物相容性抗菌薄膜，其特征在于，所述混合溶液中改性聚乙烯醇与淀粉的质量比为0.7:0.3；所述改性壳聚糖的添加量为改性聚乙烯醇与淀粉固体总质量的40％；所述辣椒碱的添加量为改性聚乙烯醇与淀粉固体总质量的8％；所述甘油的添加量为改性聚乙烯醇与淀粉固体总质量的20％。
3.根据权利要求1所述的生物相容性抗菌薄膜，其特征在于，所述改性聚乙烯醇由聚乙烯醇与聚-3-羟基丁酸酯按质量比1:0.2～0.4的比例共混而成。
4.根据权利要求1所述的生物相容性抗菌薄膜，其特征在于，所述改性壳聚糖的制备包括以下步骤：
S1，室温下，将壳聚糖溶解于蒸馏水中，滴加浓度为6％的乙酸溶液调节pH至4～5，在45℃～60℃下搅拌30min～45min，使壳聚糖溶解均匀，得到壳聚糖溶液；将环氧丙基三甲基氯化铵溶于蒸馏水中，磁力搅拌使环氧丙基三甲基氯化铵溶解均匀，得到环氧丙基三甲基氯化铵溶液；
S2，将环氧丙基三甲基氯化铵溶液缓慢滴加至壳聚糖溶液中，在35℃～45℃回流反应24h，抽滤后得到粗产品；经透析、冷冻干燥处理后，得到改性壳聚糖。
5.根据权利要求4所述的生物相容性抗菌薄膜，其特征在于，S1中，所述壳聚糖溶液的浓度为1.5wt％～3.5wt％。
6.根据权利要求4所述的生物相容性抗菌薄膜，其特征在于，S1中，所述环氧丙基三甲基氯化铵溶液的浓度为0.2mol/L～0.8mol/L。
7.一种根据权利要求1～6任意所述的生物相容性抗菌薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，薄膜基体溶液的制备：按改性聚乙烯醇与淀粉的质量比为0.6～0.75:0.25～0.4的比例分别称取改性聚乙烯醇、淀粉，备用；将改性聚乙烯醇加入到有机溶剂中，充分溶解后，制得改性聚乙烯醇溶液；将淀粉溶于水中，在90℃～100℃下搅拌糊化30min～50min，然后将其与改性聚乙烯醇溶液混合均匀，制得薄膜基体溶液；
步骤2，改性壳聚糖溶液的制备：将改性壳聚糖加入到蒸馏水中，充分搅拌，溶解后，制得改性壳聚糖溶液；
步骤3，生物相容性抗菌膜的制备：将步骤1薄膜基体溶液与步骤2改性壳聚糖溶液混合，在室温下搅拌15min，按所述质量比，加入辣椒碱，继续搅拌30min；加入甘油，继续搅拌15min，得到共混液；将共混液置于恒温加热搅拌磁力搅拌器中，70℃～85℃下搅拌6h～8h；将共混液真空脱泡后在不锈钢板上浇筑成膜，在真空干燥箱中，抽真空至0.09MPa，于45℃下干燥72h，脱模后制得生物相容性抗菌薄膜。
8.根据权利要求7所述的生物相容性抗菌薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述淀粉包括玉米淀粉和交联羟丙基淀粉；所述玉米淀粉和交联羟丙基淀粉的质量比为1:1。
9.根据权利要求7所述的生物相容性抗菌薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述改性壳聚糖溶液的浓度为2wt％～3.5wt％。
10.根据权利要求7所述的生物相容性抗菌薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述真空脱泡工艺参数为：真空度为0.09MPa～1.2MPa，时间为60min～80min。
CN202110640623.5A 2021-06-08 2021-06-08 一种生物相容性抗菌薄膜及其制备方法 Pending CN113321884A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110640623.5A CN113321884A (zh) 2021-06-08 2021-06-08 一种生物相容性抗菌薄膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110640623.5A CN113321884A (zh) 2021-06-08 2021-06-08 一种生物相容性抗菌薄膜及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113321884A true CN113321884A (zh) 2021-08-31

Family

ID=77420153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110640623.5A Pending CN113321884A (zh) 2021-06-08 2021-06-08 一种生物相容性抗菌薄膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113321884A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101798393A (zh) * 2009-02-10 2010-08-11 同济大学 一种季铵化壳聚糖/聚乙烯醇膜的制备方法
CN104098794A (zh) * 2014-06-30 2014-10-15 安徽巢湖南方膜业有限责任公司 一种羧甲基壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混薄膜
CN106890629A (zh) * 2017-03-24 2017-06-27 马鞍山中创环保科技有限公司 一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法
CN107337886A (zh) * 2017-07-13 2017-11-10 闫博 一种可降解食品包装薄膜
CN109181184A (zh) * 2018-08-28 2019-01-11 广州和诚新材料科技有限公司 一种食品级聚乙烯醇水溶膜及其制备工艺
CN109294138A (zh) * 2018-08-28 2019-02-01 广州和诚新材料科技有限公司 一种食品级聚乙烯醇水溶膜及其制备方法
CN109316824A (zh) * 2018-09-26 2019-02-12 东华大学 一种季铵盐壳聚糖聚乙烯醇抗菌过滤复合材料的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101798393A (zh) * 2009-02-10 2010-08-11 同济大学 一种季铵化壳聚糖/聚乙烯醇膜的制备方法
CN104098794A (zh) * 2014-06-30 2014-10-15 安徽巢湖南方膜业有限责任公司 一种羧甲基壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混薄膜
CN106890629A (zh) * 2017-03-24 2017-06-27 马鞍山中创环保科技有限公司 一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法
CN107337886A (zh) * 2017-07-13 2017-11-10 闫博 一种可降解食品包装薄膜
CN109181184A (zh) * 2018-08-28 2019-01-11 广州和诚新材料科技有限公司 一种食品级聚乙烯醇水溶膜及其制备工艺
CN109294138A (zh) * 2018-08-28 2019-02-01 广州和诚新材料科技有限公司 一种食品级聚乙烯醇水溶膜及其制备方法
CN109316824A (zh) * 2018-09-26 2019-02-12 东华大学 一种季铵盐壳聚糖聚乙烯醇抗菌过滤复合材料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘瑞雪等: "《高分子材料》", 30 September 2018, 河南大学出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109081930B (zh) 一种基于半纤维素和壳聚糖的功能性可食性膜及其制备方法
CN112250889A (zh) 一种含有席夫碱键和硼酸酯键的双网络自愈水凝胶的制备方法
CN113185734B (zh) 一种羧甲基壳聚糖/醛化羧甲基纤维素复合膜及其制备方法
CN101565482B (zh) 聚乙烯醇基涂膜保鲜包装新材料及制备工艺
CN113647454A (zh) 一种壳聚糖基果蔬涂膜保鲜材料及其制备方法
CN113801457A (zh) 一种高效抗菌聚碳酸酯复合材料及其制备方法
CN110343272B (zh) 一种细菌纤维素纳米纤维增强魔芋胶可食膜及其制备方法
CN116218173A (zh) 一种抗菌性强的包装袋新材料及其制备方法
CN108610517B (zh) 一种纳米纤维素增强半纤维素基复合膜的制备方法
CN112795038B (zh) 一种柔性生物基薄膜材料的制备方法及其产品
CN117126518A (zh) 一种生物环保增韧强抗氧化抗菌聚乳酸复合材料及其制备方法
CN113321884A (zh) 一种生物相容性抗菌薄膜及其制备方法
CN115926407B (zh) 一种具有抗菌功能的可降解保鲜膜及其制备方法
CN104403298B (zh) 一种可生物降解复合薄膜及其制备方法
CN115109286A (zh) 一种可降解多功能食品保鲜包装膜的制备方法
CN115322445A (zh) 一种高韧性可生物降解淀粉基薄膜的制备方法
CN111995800A (zh) 一种纤维素基抗菌食品包装膜的制备方法
CN101948573B (zh) 壳聚糖/可德胶共混膜材料及其制备方法
CN112280315A (zh) 一种大豆蛋白纳米抑菌膜及其制备方法
Yan et al. Preparation and properties of vegetable-oil-based thioether polyol and ethyl cellulose supramolecular composite films
CN115850755B (zh) 微生物改性木质素复合胶原蛋白薄膜、制备与应用
CN112876696B (zh) 一种生物医用聚甘油基水凝胶及其制备方法
CN115678112B (zh) 一种综纤维素羧甲基化及其复合膜的制备方法
CN115678063B (zh) 一种高效抗菌聚合物包装膜
CN117736474A (zh) 一种新型的mmt增强蒙脱土增强羧甲基纤维素/瓜尔豆胶基食品包装薄膜材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210831