專利名稱：一種具有抑菌性能吸水樹(shù)脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有抑菌性能吸水樹(shù)脂的制備方法，屬于高分子聚合物基復(fù)合材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
殼聚糖作為一種天然無(wú)毒，生物相容性好，可降解，可再生而且來(lái)源非常豐富的資源，已經(jīng)日益引起人們重視，并已成功應(yīng)用于醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域。不同分子量殼聚糖對(duì)不同微生物的抑制作用機(jī)制不同(1)對(duì)于革蘭氏陰性菌(大腸桿菌)，主要是由于小分子的殼聚糖滲透進(jìn)入到微生物細(xì)胞內(nèi)，吸附細(xì)胞內(nèi)帶負(fù)電荷的細(xì)胞質(zhì)，并發(fā)生絮凝作用，擾亂細(xì)胞正常的生理活動(dòng)，從而殺滅細(xì)菌；(2)而對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌(金黃葡萄球菌)，主要是由于大分子的殼聚糖吸附在微生物細(xì)胞的表面，形成一層高分子膜，阻止了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸，直至細(xì)菌死亡。甲殼素是自然界中最豐富的天然有機(jī)化合物之一，其數(shù)量?jī)H次于纖維素，同時(shí)它還是地球上除蛋白質(zhì)之外數(shù)量最大的含氮天然有機(jī)化合物，全球水產(chǎn)品有機(jī)體中幾乎有 8%的材料富含甲殼素，包括蝦、蟹、魷魚(yú)、蠔和墨魚(yú)等，海洋廢棄物每年產(chǎn)生的甲殼素超過(guò) 8000萬(wàn)噸，開(kāi)發(fā)和利用這一海洋資源，具有十分重要的意義。甲殼素脫乙?；漠a(chǎn)物殼聚糖，殼聚糖是由大部分D-氨基葡萄糖和少量的N-乙酰-D-氨基葡萄糖組成，是以β - (1，4) 糖苷鍵連接起的直鏈多糖，其結(jié)構(gòu)類似于纖維素，殼聚糖因其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，是天然多糖中惟一大量存在的堿性氨基多糖，化學(xué)性質(zhì)比較活潑，易于進(jìn)行多種化學(xué)修飾，并且溶于酸性水溶液，具有良好的生物相容性和生物可降解性。殼聚糖因?yàn)榫哂匈|(zhì)子化銨，能與細(xì)菌負(fù)電荷的細(xì)胞膜作用，干擾細(xì)菌細(xì)胞膜功能，造成細(xì)菌體內(nèi)細(xì)胞質(zhì)流失，擾亂細(xì)胞的正常生理代謝，從而達(dá)到殺菌的目的。目前國(guó)內(nèi)在制備具有抑菌性能的吸水樹(shù)脂方面(專利公開(kāi)號(hào)CN101559234A)， 是通過(guò)將吸水樹(shù)脂顆粒添加到含有銀離子、鋅離子、氧化鈦及其混合物的分散液中，攪拌靜置，經(jīng)干燥成為含抗菌劑的復(fù)合材料。此種含有銀離子復(fù)合材料由于銀離子的水溶性，在遇到水時(shí)易溶于水中而未附著于吸水材料表面；對(duì)于鋅離子、氧化鈦復(fù)合材料需要在光催化條件下才具備抗菌功能。本發(fā)明是以殼聚糖接枝丙烯酸合成樹(shù)脂，抑菌材料始終處于吸水材料中，且具備抑菌性與吸水性能的產(chǎn)品就成為本發(fā)明的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種具有抑菌性能的吸水樹(shù)脂的制備方法。通過(guò)本發(fā)明的制備方法制備的產(chǎn)品具備高吸水性能的同時(shí)也具備良好的抑菌效果。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是一種具有抑菌性能吸水樹(shù)脂的制備方法，包括如下工藝步驟1)稱取氫氧化鉀于去離子水中充分溶解，緩慢加入丙烯酸溶液，其中氫氧化鉀與丙烯酸的加入量之比，以重量計(jì)為氫氧化鉀丙烯酸=(40 73. 5) 100 ；調(diào)節(jié)中和度為50-90%，不停攪拌使反應(yīng)完全，冷卻中和液備用；幻在殼聚糖溶解液中加入中和液，充分?jǐn)嚢韬蠹尤胍l(fā)劑、 交聯(lián)劑進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，其中殼聚糖、中和液、引發(fā)劑和交聯(lián)劑的加入量之比，以重量計(jì)為殼聚糖中和液引發(fā)劑交聯(lián)劑=(0. 1 3.75g) (40 73.5g) (0. 0625 0. 5g) (0.0125 0. 118g)；于65°C水溶液中攪拌反應(yīng)，反應(yīng)至產(chǎn)品粘稠狀停止攪拌，繼續(xù)反應(yīng)2 池即可得到具有抑菌性能的吸水樹(shù)脂。所述的氫氧化鉀與丙烯酸的加入量之比，以重量計(jì)優(yōu)選為氫氧化鉀丙烯酸= 62.5 100，殼聚糖、中和液、引發(fā)劑和交聯(lián)劑的加入量之比，以重量計(jì)優(yōu)選為殼聚糖中和液引發(fā)劑交聯(lián)劑=2. 0 62. 5 0. 25 0.025。所述的具有抑菌性能吸水樹(shù)脂產(chǎn)物置65°C烘箱中烘干至質(zhì)量恒定，然后粉碎得到粉末狀產(chǎn)品。所述的殼聚糖溶解液以脫乙酰度50. 0-95. 0%的殼聚糖為原料，加酸溶液攪拌至充分溶解后為殼聚糖溶解液；其中殼聚糖與酸溶液的加入量之比，以重量計(jì)，殼聚糖酸溶液=1 100。所述的酸溶液的濃度為l.Omol/L，且采用醋酸、草酸、丙烯酸、檸檬酸或鹽酸中的一種。所述的弓I發(fā)劑采用過(guò)硫酸鉀和亞硫酸氫鈉。所述的交聯(lián)劑采用N，N-亞甲基雙丙烯酰胺。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明的一種殼聚糖接枝丙烯酸吸水樹(shù)脂的制備方法，以丙烯酸為基質(zhì)，將殼聚糖接枝丙烯酸吸水樹(shù)脂，該材料在具備高吸水性能的同時(shí)也具備良好的抑菌效果，樹(shù)脂吸水倍率為685g/g，對(duì)大腸桿菌和金黃葡萄球菌的抑菌率達(dá)到70%以上，可以應(yīng)用于衛(wèi)生領(lǐng)域，如可以用于嬰兒尿布、成人失禁尿片、婦女衛(wèi)生巾等衛(wèi)生護(hù)理用
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圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；圖2為殼聚糖樹(shù)脂對(duì)大腸桿菌(菌濃度10_7)抑菌后菌落圖；圖3為未含殼聚糖樹(shù)脂的空白試驗(yàn)的對(duì)大腸桿菌(菌濃度10_7)抑菌后菌落圖；圖4為殼聚糖樹(shù)脂對(duì)金黃葡萄球菌(菌濃度10_7)抑菌后菌落圖；圖5為未含殼聚糖樹(shù)脂的空白試驗(yàn)對(duì)金黃葡萄球菌(菌濃度10_7)抑菌后菌落圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)施例稱取40g氫氧化鉀于去離子水中充分溶解，緩慢加入IOOg 丙烯酸，調(diào)節(jié)中和度為50%，不停攪拌使反應(yīng)完全，冷卻中和液備用；稱取0. Ig脫乙酰度 50. 0-95. 0%的殼聚糖，加IOOg醋酸溶液攪拌至充分溶解后為殼聚糖溶解液，醋酸溶液的濃度為1. OmoVL0在殼聚糖溶解液中加入40g中和液，充分?jǐn)嚢韬蠹尤?. 0625g過(guò)硫酸鉀和亞硫酸氫鈉作為引發(fā)劑、0.0125g N, N-亞甲基雙丙烯酰胺作為交聯(lián)劑，于65°C水溶液中攪拌反應(yīng)，反應(yīng)至產(chǎn)品粘稠狀停止攪拌，繼續(xù)反應(yīng)2 池即可得到產(chǎn)物；將產(chǎn)物置65°C烘箱中烘干至質(zhì)量恒定，然后粉碎得到粉末狀高吸水樹(shù)脂產(chǎn)品。測(cè)定合成樹(shù)脂性能，其吸水倍率為 440g/g。實(shí)施例2如圖1所示，本實(shí)施例稱取62. 5g氫氧化鉀于去離子水中充分溶解，緩慢加入 IOOg丙烯酸，調(diào)節(jié)中和度80%，不停攪拌使反應(yīng)完全，冷卻中和液備用；稱取2. Og脫乙酰度 50. 0-95. 0%的殼聚糖，加IOOg丙烯酸或檸檬酸溶液攪拌至充分溶解后為殼聚糖溶解液， 丙烯酸或檸檬酸溶液的濃度為1. OmoVL0在殼聚糖溶解液中加入62. 5g中和液，充分?jǐn)嚢韬蠹尤?. 25g過(guò)硫酸鉀和亞硫酸氫鈉作為引發(fā)劑、0. 025g N, N-亞甲基雙丙烯酰胺作為交聯(lián)劑，于65°C水溶液中攪拌反應(yīng)，反應(yīng)至產(chǎn)品粘稠狀停止攪拌，繼續(xù)反應(yīng)2 池即可得到產(chǎn)物；將產(chǎn)物置65°C烘箱中烘干至質(zhì)量恒定，然后粉碎得到粉末狀高吸水樹(shù)脂產(chǎn)品。測(cè)定合成樹(shù)脂性能，其為吸水倍率804g/g。實(shí)施例3如圖1所示，本實(shí)施例稱取73. 5g氫氧化鉀于去離子水中充分溶解，緩慢加入IOOg 丙烯酸，調(diào)節(jié)中和度90%，不停攪拌使反應(yīng)完全，冷卻中和液備用；稱取3. 75g脫乙酰度 50. 0-95. 0%的殼聚糖，加IOOg鹽酸溶液攪拌至充分溶解后為殼聚糖溶解液，鹽酸溶液的濃度為1. 0mol/Lo在殼聚糖溶解液中加入73. 5g中和液，充分?jǐn)嚢韬蠹尤?. 5g過(guò)硫酸鉀和亞硫酸氫鈉作為引發(fā)劑、0. IlSg N，N-亞甲基雙丙烯酰胺作為交聯(lián)劑，于65°C水溶液中攪拌反應(yīng)，反應(yīng)至產(chǎn)品粘稠狀停止攪拌，繼續(xù)反應(yīng)2 池即可得到產(chǎn)物；將產(chǎn)物置65°C烘箱中烘干至質(zhì)量恒定，然后粉碎得到粉末狀高吸水樹(shù)脂產(chǎn)品。測(cè)定合成樹(shù)脂性能，其為吸水倍率 850g/g。實(shí)施例4樹(shù)脂抑菌性能測(cè)定試驗(yàn)分別配制含大腸桿菌的細(xì)菌菌液和含金黃色葡萄球菌細(xì)的菌菌液濃度(分別將菌液稀釋為IO-1 IO-9HT1濃度)，使初始菌液含細(xì)菌濃度約KTmr1數(shù)量級(jí)，將按照實(shí)施例 2的方法制備的樹(shù)脂樣品0. IOgUSml生理鹽水溶液和Iml LB培養(yǎng)基加入50ml的錐形瓶中，高壓滅菌后加入Iml培養(yǎng)好的菌液，置搖床(37°C，150rpm)震蕩培養(yǎng)他，從錐形瓶中移取0. 5ml菌液做10_6、ΙΟ"7的稀釋后涂布平板，每個(gè)稀釋度涂三個(gè)培養(yǎng)皿，于37°C培養(yǎng)箱培養(yǎng)Mh，觀察細(xì)菌生長(zhǎng)情況，按公式η = (N1-N2VN1計(jì)算樹(shù)脂抑菌率，其中N1表示空白對(duì)照培養(yǎng)皿上的平均菌落數(shù)，N2表示加入樹(shù)脂樣品處理后的含菌液在培養(yǎng)皿上的平均菌落數(shù)， 計(jì)算樹(shù)脂抑菌率?？瞻讓?duì)照與上述操作相同但不添加樹(shù)脂。如圖1、2、3、4所示，圖2為殼聚糖樹(shù)脂對(duì)大腸桿菌(菌濃度10_7)抑菌后菌落圖；圖3為未含殼聚糖樹(shù)脂的空白試驗(yàn)的對(duì)大腸桿菌(菌濃度10_7)抑菌后菌落圖；圖4為殼聚糖樹(shù)脂對(duì)金黃葡萄球菌(菌濃度10_7) 抑菌后菌落圖；圖5為未含殼聚糖樹(shù)脂的空白試驗(yàn)對(duì)金黃葡萄球菌(菌濃度10_7)抑菌后菌落圖。通過(guò)計(jì)算得到對(duì)大腸桿菌的抑菌率達(dá)到76 88% ；對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率為 72 77%。
權(quán)利要求
1.一種具有抑菌性能吸水樹(shù)脂的制備方法，其特征在于包括如下工藝步驟1)稱取氫氧化鉀于去離子水中充分溶解，緩慢加入丙烯酸溶液，其中氫氧化鉀與丙烯酸的加入量之比，以重量計(jì)為氫氧化鉀丙烯酸=(40 73. 5) 100，調(diào)節(jié)中和度為50-90%，不停攪拌使反應(yīng)完全，冷卻中和液備用；幻在殼聚糖溶解液中加入中和液，充分?jǐn)嚢韬蠹尤胍l(fā)劑、 交聯(lián)劑進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，其中殼聚糖溶解液、中和液、引發(fā)劑和交聯(lián)劑的加入量之比，以重量計(jì)為殼聚糖中和液引發(fā)劑交聯(lián)劑=(0. 1 3. 75) (40 73. 5) (0. 0625 0.5) (0.0125 0.118)；于65°C水溶液中攪拌反應(yīng)，反應(yīng)至產(chǎn)品粘稠狀停止攪拌，繼續(xù)反應(yīng)2 池即可得到具有抑菌性能吸水樹(shù)脂。
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有抑菌性能吸水樹(shù)脂的制備方法，其特征在于所述的氫氧化鉀與丙烯酸的加入量之比，以重量計(jì)為氫氧化鉀丙烯酸=62. 5 100，殼聚糖、 中和液、引發(fā)劑和交聯(lián)劑的加入量之比，以重量計(jì)為殼聚糖中和液引發(fā)劑交聯(lián)劑= 2. 0 62. 5 0. 25 0. 025。
3.如權(quán)利要求1所述的一種具有抑菌性能吸水樹(shù)脂的制備方法，其特征在于所述的具有抑菌性能吸水樹(shù)脂產(chǎn)物置65°C烘箱中烘干至質(zhì)量恒定，然后粉碎得到粉末狀產(chǎn)品。
4.如權(quán)利要求1所述的一種具有抑菌性能吸水樹(shù)脂的制備方法，其特征在于所述的殼聚糖溶解液以脫乙酰度50. 0-95. 0%的殼聚糖為原料，加酸溶液攪拌至充分溶解后為殼聚糖溶解液；其中殼聚糖與酸溶液的加入量之比，以重量計(jì)，殼聚糖酸溶液=1 100。
5.如權(quán)利要求4所述的一種具有抑菌性能吸水樹(shù)脂的制備方法，其特征在于所述的酸溶液的濃度為1. Omol/L，且采用醋酸、草酸、丙烯酸、檸檬酸或鹽酸中的一種。
6.如權(quán)利要求1所述的一種具有抑菌性能吸水樹(shù)脂的制備方法，其特征在于所述的弓I發(fā)劑采用過(guò)硫酸鉀和亞硫酸氫鈉。
7.如權(quán)利要求1所述的一種具有抑菌性能吸水樹(shù)脂的制備方法，其特征在于所述的交聯(lián)劑采用N，N-亞甲基雙丙烯酰胺。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有抑菌性能吸水樹(shù)脂的制備方法，包括如下工藝步驟1)稱取氫氧化鉀于去離子水中充分溶解，緩慢加入丙烯酸溶液；調(diào)節(jié)中和度為50-90％，不停攪拌使反應(yīng)完全，冷卻中和液備用；2)在殼聚糖溶解液中加入中和液，充分?jǐn)嚢韬蠹尤胍l(fā)劑、交聯(lián)劑進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)；于65℃水溶液中攪拌反應(yīng)，反應(yīng)至產(chǎn)品粘稠狀停止攪拌，繼續(xù)反應(yīng)2～3h即可得到具有抑菌性能吸水樹(shù)脂。通過(guò)本發(fā)明的制備方法制備的產(chǎn)品具備高吸水性能的同時(shí)也具備良好的抑菌效果。
文檔編號(hào)A61L15/24GK102229689SQ20111012171
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者吳季懷, 林建明, 王開(kāi)明, 黃惠莉 申請(qǐng)人:華僑大學(xué)