[发明专利]一种抗菌硅氧烷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌硅氧烷及其制备方法，属于有机硅氧烷的合成领域，具体涉及一种抗菌硅氧烷及其制备方法。

背景技术

聚硅氧烷是一类重复的Si-0-Si键为主链,Si上直接连接有机基团的聚合物。

由于聚硅氧烷具有无毒无味、良好的生理惰性、优异的生物相容性、独特的低表面能和污损释放性能等诸多优点,在医疗卫生和生物防污等方面得到了广泛的应用。但是应用于这些领域的聚合物表面极易生长和繁殖各种有害徵生物,严重威胁人类的健康,同时也是造成材料生物污损和生物腐蚀等危害的元凶。聚合物表面的抗菌功能修饰可以防治有害微生物的滋生。近年来的研究表明，通过化学键合的方式将抗菌剂或基团引入聚合物中可以很好的防御聚合物材料表面病原菌的滋生，同时可以避免传统抗菌剂释放引起的环境危害。

季铵盐化合物能吸附带负电荷的细菌,具有良好的杀菌作用,在国际上使用广泛。但是,普通季铵盐化学活性较低，应用时基本以游离态存在,毒性相对较大,刺激性也强,将其作为抗菌剂应用在纺织品上是溶出型的,易洗脱,且易在人体表面逐渐富集,长期使用易产生病变。国内使用的有机硅季铵盐类抗菌剂大多数从国外进口,致使用户使用不便和生产成本升高。因此,研究并生产以低成本资源为原料的高质量抗菌剂,在实际生产中有着重要意义。

壳聚糖，是一种天然高分子化合物，属于碳水化合物中的多糖，其产量是仅次于纤维素的第二大多糖，是自然界中存在的唯一的天然碱性多糖。壳聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性，还具有抗菌、消炎、止血、减少创面渗出和促进创伤组织再生、修复、愈合的作用。如果能将壳聚糖分子引入硅氧烷结构中制得具有抗菌效果的硅氧烷,可使其性能发生巨大变化，因此，本发明公开了一种将壳聚糖引入硅氧烷分子结构中获得抗菌硅氧烷并公开了其制备方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：本发明提出一种原料廉价、操作简单、工艺简单的抗菌硅氧烷及其制备方法，并且通过本发明的方法制得的目标产物抗菌硅氧烷，具有高抗菌性、生物相容性好、毒性低、刺激性小、稳定不易变质的优点。

本发明的一种抗菌硅氧烷，是壳聚糖分子上的-OH通过开环反应，将带有双键的烯丙基缩水甘油醚接枝到壳聚糖分子上，再在铂催化剂作用下，硅氢加成将壳聚糖分子引入硅氧烷分子链上，其结构式如下：

式中，m和n为500-1000的整数。

本发明的一种抗菌硅氧烷，抗菌硅氧烷的结构式如下：

式中，m和n为500-1000的整数。

本发明的一种抗菌硅氧烷的制备方法，该抗菌硅氧烷的合成步骤如下：

(1)称取壳聚糖粉末于室温下溶解在1.8wt％的乙酸水溶液中，磁力搅拌3-5h，待其全部溶解后制得质量分数为2-3％的壳聚糖溶液，静置脱泡后，用配制的0.1mol/L的HCl调节其pH至3.5-4.5；

(2)将占壳聚糖质量18-25％的烯丙基缩水甘油醚加入到步骤(1)反应体系中，反应温度为50-80℃，机械搅拌反应24-36h；

(3)反应结束之后用过量的乙醇沉淀反应产物，过滤，再用无水乙醇洗涤产物以去除未反应的物质，得到壳聚糖-烯丙基缩水甘油醚白色粉末；

(4)将硅氧烷和壳聚糖-烯丙基缩水甘油醚粉末溶于有机溶剂，搅拌温度升到60℃后，加入铂催化剂，升温至80-120℃保温3-5h，真空除去有机溶剂，加水，升温至40-50℃，多次洗涤，得到抗菌硅氧烷。

该抗菌硅氧烷的合成路线如下：

具体地，上述步骤(1)所述的壳聚糖分子量为500-1000g/mol。

具体地，上述步骤(4)所述硅氧烷为低含氢硅油。

具体地，上述步骤(4)所述低含氢硅油的含氢量为0.175％-0.185％，所述低含氢硅油的粘度为80-120mm²/s。

具体地，上述步骤(4)所述的硅氧烷与壳聚糖-烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为(5-10):1。

具体地，上述步骤(4)所述有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、乙醚中的一种或几种。

具体地，上述步骤(4)所述的铂催化剂为铂-乙烯基硅氧烷螯合物或氯铂酸。

具体地，上述步骤(4)所述的铂催化剂的摩尔用量为催化剂∶壳聚糖-烯丙基缩水甘油醚为(1-10):100。

具体地，上述步骤(4)所述水的摩尔用量为水∶壳聚糖-烯丙基缩水甘油醚为5:100。

本发明具有的有益效果：