[发明专利]一种抗菌的可生物降解的纳米纤维及其制备方法

说明书

本申请涉及一种具有抗菌效果的可生物降解的纳米纤维及其制备方法，属于过滤材料领域，包括以下步骤：先将壳聚糖和甲酸混合，形成壳聚糖的甲酸溶液；再将聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚羟基乙酸溶解在有机溶剂中，然后缓慢加入壳聚糖的甲酸溶液，再加入一定量的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌直至混合均匀，得纺丝液；将纺丝液经溶液喷射纺丝法纺丝，纺丝液注入到纺丝泵体内，经喷丝口均匀喷出，在恒定的环形高速气流的作用下，牵伸并干燥，得到纳米纤维。通过溶液喷射纺丝方法得到的纳米纤维的尺寸在200‑700nm，纤维的过滤效率高，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有较好的抑制效果。

技术领域

本申请涉及过滤材料领域，具体涉及一种具有抗菌效果的可生物降解的纳米纤维及其制备方法。

背景技术

壳聚糖是一种具有广谱抗菌作用的天然高分子材料，其分子链上含有大量的氨基和羟基，对真菌(如金黄色葡萄球菌、大肠肝菌、白色念珠菌等)具有良好的抑制作用，其在抗菌材料领域有着广泛的应用前景。

目前，存在多种过滤纤维，主要为超细玻璃纤维垫、熔喷丙纶非织造织物等。但这些过滤材料过滤效率低、过滤性能欠佳，且因其使用环境限制，较容易滋生细菌，生物降解性差，多数过滤纤维是通过静电纺丝的方法制备而成，传统的静电纺丝是在静电场的作用下完成纺丝过程，需要辅助高压设备才可以实现，生产成本高、生产效率低下。

基于此，本申请采用最新的溶液喷纺技术，制备得到一种具有抗菌效果的可生物降解的纳米纤维，生产效率得到了大大改善，同时降低了生产成本。

发明内容

为解决以上技术问题，本申请提出以下技术方案：

一种具有抗菌效果的可生物降解的纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：

(1)先将壳聚糖和甲酸混合，形成壳聚糖的甲酸溶液；

(2)再将聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚羟基乙酸溶解在有机溶剂中，然后缓慢加入步骤(1)的壳聚糖的甲酸溶液，再加入一定量的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌直至混合均匀，得纺丝液；

(3)将步骤(2)的纺丝液经溶液喷射纺丝法纺丝，纺丝液注入到纺丝泵体内，经喷丝口均匀喷出，在恒定的环形高速气流的作用下，牵伸并干燥，得到纳米纤维。

作为优选，所述壳聚糖、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚羟基乙酸、聚乙烯吡咯烷酮的质量之比为：10-25：20-30：40-50：20-35：5-10。

作为优选，所述有机溶剂为丙酮、三乙胺、四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺的一种或多种。

作为优选，纺丝液的浓度为5-15％。

作为优选，所述高速气流的风压为0.1MPa-0.25MPa。

该纳米纤维可以适用于过滤口罩领域。

经测定，采用上述制备方法制备得到的纳米纤维的尺寸为200-700nm。纤维具有较好的过滤效率，且抗菌性能优异，可生物降解。

有益效果

(1)壳聚糖具有广谱的杀菌作用，聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚羟基乙酸均具有较好的生物降解性，将其作为纺丝聚合物，形成相应的纺丝纤维具有较好的生物降解性，通过聚乙烯吡咯烷酮的加入，使得壳聚糖更好地分散于聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸和聚羟基乙酸的聚合物溶液中，得到均匀稳定的纺丝液，进而纺丝得到的纤维具有较好的抗菌性、环境友好性能。

(2)采用溶液喷射纺丝方法，与以往制备纳米纤维常用的静电纺丝方法相比，其具有较高的生产效率，生产效率能提高3-5倍，且生产过程安全，避免了高压带来的潜在不安全因素；通过溶液喷射纺丝方法得到的纳米纤维的尺寸在200-700nm，具有较大的比表面积，纤维的过滤效率高，且对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有较好的抑制效果。

具体实施方式