一种功能化聚乳酸纤维的制备工艺和应用的制作方法

本发明涉及聚乳酸，具体为一种功能化聚乳酸纤维的制备工艺和应用。

背景技术：

1、近年来世界各国都在大力开发绿色环保可降解材料，如聚乳酸、壳聚糖、环糊精等，其中聚乳酸来源广泛、生物相容性好，力学性能优良，在纤维、工程塑料等方面都有很好的应用；传统的聚乳酸不具有抗菌性能，并且缺少亲水基团而呈现出疏水性，限制了聚乳酸在医疗用品、生物组织工程等方面的应用。

2、纳米银抗菌剂是一种常见的抗菌剂，其杀菌速度快，广谱性好，无毒无污染，在高分子抗菌材料中有着广泛的应用，但是纳米银抗菌剂在高分子材料中存在易团聚的问题；银纳米簇的粒径介于银原子和银纳米颗粒之间，具有比表面积大、不致耐药性、生物相容性好、低剂量等优点，在抗菌材料中有着广阔的应用前景。

3、利用聚合物作为模版剂，制备分散性好，稳定性高，粒径小的银纳米簇抗菌剂是研究热点。文献《羧酸化环糊精复合的银纳米簇的合成及其抗菌能力测试》报道了以羧甲基-β-环糊精作为模版剂，制备了银纳米簇，具有优良的抗菌性能。本发明以壳聚糖-酰肼席夫碱共聚物作为模版剂，制备了壳聚糖-酰肼席夫碱共聚物负载银纳米簇，旨在提高聚乳酸纤维的抗菌性能和亲水性。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种壳聚糖-酰肼席夫碱共聚物负载银纳米簇，解决了纳米银抗菌剂易团聚，以及聚乳酸纤维不具有抗菌性能的问题。

3、(二)技术方案

4、一种功能化聚乳酸纤维的制备工艺：将聚乳酸溶解到二氯甲烷中，配置成质量分数为50-100g/l的聚乳酸溶液；将壳聚糖-酰肼席夫碱共聚物负载银纳米簇加入到n,n-二甲基甲酰胺溶剂中，配置质量分数为0.05-0.5g/l的银纳米簇溶液；将银纳米簇溶液滴加到聚乳酸溶液中，控制聚乳酸溶液和银纳米簇溶液的体积比为3-5:1。配置成纺丝溶液，然后将溶液倒入注射器中，通过静电纺丝机进行纺丝，纺丝速率为0.4-1ml/h，调整接收距离为15-20cm，接收辊转速为200-500r/min，得到具有抗菌作用的功能化聚乳酸纤维。

5、优选的，所述壳聚糖-酰肼席夫碱共聚物负载银纳米簇的制备工艺为：

6、s1、向四氢呋喃中加入醋酸溶液、戊二醛和3-羟基戊二酰肼，在60-80℃的温度下，回流18-36h，然后加入壳聚糖和水，搅拌反应2-6h，加入碳酸氢钠搅拌直至析出沉淀，过滤，乙醇洗涤，得到壳聚糖-酰肼席夫碱共聚物；反应路线为：

7、

8、s2、向壳聚糖-酰肼席夫碱共聚物加入到水中，配置成共聚物溶液，搅拌溶解，然后加入硝酸银，搅拌6-12h，在紫外灯下照射2-3h，浓缩溶剂，乙醇洗涤，得到壳聚糖-酰肼席夫碱共聚物负载银纳米簇。

9、优选的，所述戊二醛、3-羟基戊二酰肼、壳聚糖的质量比例为60-90:100:15-40。

10、优选的，所述共聚物溶液的质量分数为1-15g/l。

11、优选的，所述壳聚糖-酰肼席夫碱共聚物、硝酸银的质量比例为1:5-20。

12、优选的，所述3-羟基戊二酰肼的制备工艺为：向乙醇中加入质量比例为1:5-8的3-羟基戊二酸二乙酯和水合肼，25-40℃的温度下反应4-10h，浓缩，石油醚洗涤，得到3-羟基戊二酰肼；反应式为：

13、

14、(三)有益的技术效果

15、本发明将含有羟基的3-羟基戊二酰肼，于戊二醛进行席夫碱聚合反应，然后再与壳聚糖反应，得到壳聚糖-酰肼席夫碱共聚物；共聚物中含有丰富的酰肼席夫碱结构和羟基基团，可以与ag+进行配位络合，使壳聚糖-酰肼席夫碱共聚物可以作为聚合物模版剂，使ag+均匀地负载到模版剂中，然后利用紫外光还原，在模版剂中生成均匀分散、高稳定性的银纳米簇；最后将壳聚糖-酰肼席夫碱共聚物负载银纳米簇与聚乳酸共混静电纺丝，得到具有抗菌作用的功能化聚乳酸纤维。

16、银纳米簇的粒径小，比表面积大，并且分散均匀，不易团聚，可以充分与细菌等微生物接触，显著提高了聚乳酸纤维的抗菌性能。并且壳聚糖-酰肼席夫碱共聚物含亲水性的羟基和酰肼席夫碱基团，可以提高聚乳酸的水接触角和亲水性；在抗菌材料、医疗卫生、生物组织工程方面有着广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种功能化聚乳酸纤维的制备工艺，其特征在于：所述制备工艺为：将聚乳酸溶解到二氯甲烷中，配置成质量分数为50-100g/l聚乳酸溶液；将壳聚糖-酰肼席夫碱共聚物负载银纳米簇加入到n,n-二甲基甲酰胺溶剂中，配置质量分数为0.05-0.5g/l的银纳米簇溶液；将银纳米簇溶液滴加到聚乳酸溶液中，控制聚乳酸溶液和银纳米簇溶液的体积比为3-5:1，配置成纺丝溶液，然后将溶液倒入注射器中，通过静电纺丝机进行纺丝，纺丝速率为0.4-1ml/h，调整接收距离为15-20cm，接收辊转速为200-500r/min，得到具有抗菌作用的功能化聚乳酸纤维。

2.根据权利要求1所述的功能化聚乳酸纤维的制备工艺，其特征在于：所述壳聚糖-酰肼席夫碱共聚物负载银纳米簇的制备工艺为：

3.根据权利要求2所述的功能化聚乳酸纤维的制备工艺，其特征在于：所述戊二醛、3-羟基戊二酰肼、壳聚糖的质量比例为60-90:100:15-40。

4.根据权利要求2所述的功能化聚乳酸纤维的制备工艺，其特征在于：所述壳聚糖-酰肼席夫碱共聚物、硝酸银的质量比例为1:5-20。

5.根据权利要求2所述的功能化聚乳酸纤维的制备工艺，其特征在于：所述3-羟基戊二酰肼的制备工艺为：向乙醇中加入质量比例为1:5-8的3-羟基戊二酸二乙酯和水合肼，25-40℃的温度下反应4-10h，浓缩，石油醚洗涤，得到3-羟基戊二酰肼。

技术总结本发明涉及聚乳酸技术领域，且公开了一种功能化聚乳酸纤维的制备工艺和应用，壳聚糖‑酰肼席夫碱共聚物模版剂中含有丰富的酰肼席夫碱结构和羟基基团，可以与Ag+进行配位络合，使Ag+均匀地负载到模版剂中，然后利用紫外光还原，在模版剂中生成均匀分散、高稳定性的银纳米簇；最后与聚乳酸共混静电纺丝，得到具有抗菌作用的功能化聚乳酸纤维。银纳米簇的粒径小，比表面积大，并且分散均匀，不易团聚，可以充分与细菌等微生物接触，显著提高了聚乳酸纤维的抗菌性能。并且壳聚糖‑酰肼席夫碱共聚物含亲水性的羟基和酰肼席夫碱基团，可以提高聚乳酸的水接触角和亲水性。技术研发人员：于佳受保护的技术使用者：上海卓冶机电科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5