一种抗菌耐高温的医用膜及其制备方法与流程

本发明属于医用膜材料，具体地，涉及一种抗菌耐高温的医用膜及其制备方法。

背景技术：

1、随着科学技术的不断发展，薄膜技术的不断提高，其应用领域十分广阔，如：玻璃、金属以及航天航空等领域均有所涉及，而目前薄膜已经逐渐深入至医疗领域，医用膜就属于高分子材料中的一种，医用膜是医院进行手术时使用的一种卫生防护器材。医用膜在外科手术中发挥着至关重要的作用，它不仅可以作为医用愈肤膜、伤口创面敷料对轻微擦伤、小面积的i、ii度烧伤及较小的伤口进行修复，手术时切口的保护及皲裂、褥疮的防治。基于应用环境，对于医用膜的洁净程度及性能更是有着非常严格的要求。

2、目前市面上常见的医用膜按基材主要分为聚乙烯、聚氯乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯等，而这些薄膜材料不具备可降解性能，对于环境的污染较大。可降解环保医用膜是近年来欧美等发达国家发展起来的新型环保产品，其目的在于避免污染以及医护人员和病人的交叉感染。

3、常见的可降解薄膜基材为聚乙烯醇材料，简称pva。天然聚乙烯醇材料用于医用膜具有可生物降解、无毒等优势，但是单一的聚乙烯醇材料并不具备抗菌性能，容易导致细菌等微生物在表面滋生，造成患者细菌感染，影响医用膜的使用安全；不仅如此，在医疗领域中，由于会涉及到一些高温中的应用，而对于膜的耐高温性就有了特殊的要求，而聚乙烯醇在空气中加热至100℃以上慢慢变色、脆化，加热至160-170℃脱水醚化，失去溶解性，加热到200℃开始分解。因此，基于以上问题，亟需发明一种具有抗菌性和耐高温性能的聚乙烯醇医用膜，以满足医用膜材料技术领域的更高需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种抗菌耐高温的医用膜及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种抗菌耐高温的医用膜的制备方法，包括以下步骤：

4、将聚乙烯醇、去离子水、戊二醛水溶液（交联剂）、多效抗菌剂、n,n-二甲基甲酰胺、糊化玉米淀粉和预处理黄原胶混合，加热至50-80℃，搅拌4-8h，然后将溶液倒在玻璃板上流延成膜，再置于50℃的烘箱中干燥12h，将干燥的膜放入蒸馏水中，浸渍洗涤除去残留的溶剂，得到抗菌耐高温的医用膜。

5、进一步地，聚乙烯醇、去离子水、戊二醛水溶液、多效抗菌剂、n,n-二甲基甲酰胺、预糊化玉米淀粉、预处理黄原胶的用量之比为40-60g:200-300ml:10-20ml:5-15g:100-200ml:12-18g:6-12g。

6、进一步地，所述戊二醛水溶液的质量分数为10-18%。

7、玉米淀粉具有较多羟基，溶解性好，预糊化玉米淀粉具有蓬松的多孔结构，使其具有良好的保水性和增稠性；黄原胶是一种微生物胞外多糖，具有良好的吸水性能，能吸附和阻挡水分子的渗透，从而减少水分对聚乙烯醇医用膜的侵蚀和破坏，提高膜的耐水性能；不仅如此，玉米淀粉、黄原胶与聚乙烯醇具有协同氢键的相互作用，能形成稳定缠结网络，使制得的膜具有更好的耐温性能和力学强度。

8、进一步地，所述预处理黄原胶通过以下步骤制得：

9、将黄原胶和去离子水加入到烧瓶中，室温条件下进行搅拌，搅拌30min后，加入稀盐酸调节ph为3，加热至90℃，搅拌4h后透析，去除剩余稀盐酸，冷冻干燥，得到预处理黄原胶。

10、进一步地，黄原胶、去离子水的用量之比为10g:200ml。

11、进一步地，所述多效抗菌剂通过以下步骤制得：

12、s1、在三口烧瓶中加入2-肼基乙醇，碳酸二乙酯和甲醇钠，控制反应温度为80℃，保温反应1h，反应完成，冷却后析出固体，抽滤，得到的干燥固体备用，滤液旋蒸除去溶剂后，使用柱色谱分离（甲醇和二氯甲烷的体积比为1:40）得到白色固体，再将干燥固体与白色固体混合后加入乙醚搅拌10min，过滤，得到3-氨基-2-噁唑烷酮；2-肼基乙醇、碳酸二乙酯、甲醇钠、乙醚的用量之比为7.7g:11.8g:0.2g:50ml；

13、2-肼基乙醇与碳酸二乙酯反应生成3-氨基-2-噁唑烷酮；具体反应过程如下所示：

14、

15、s2、在装有温度计搅拌器和回流冷凝管的三口圆底烧瓶置于水浴锅中，将3-溴-1,2-丙二醇和n,n-二甲基甲酰胺（dmf）混合搅拌，并在搅拌的同时加入5-氯-2-甲基异噻唑啉-3-酮（cmit），搅拌均匀后，控制温度为85℃，冷凝回流反应7h，反应完成，减压蒸馏除去溶剂，采用丙酮洗涤2-3次，真空干燥，得到中间体；3-溴-1,2-丙二醇、n,n-二甲基甲酰胺、5-氯-2-甲基异噻唑啉-3-酮的用量之比为15.3g:100ml:14.8g；

16、3-溴-1,2-丙二醇与5-氯-2-甲基异噻唑啉-3-酮发生季铵化反应，得到中间体；具体反应如下所示：

17、

18、s3、在装有搅拌装置的三口烧瓶中，将中间体和n,n-二甲基甲酰胺混合开启搅拌器，依次加入二丁基氧化锡（催化剂）、碳酸钾和3-氨基-2-噁唑烷酮，缓慢升温至65℃，保温反应6h，反应完成，减压蒸馏，再通过柱层析提纯（洗脱液采用甲醇/乙酸乙酯的混合溶剂，二者的体积比为8:3），旋蒸除去洗脱液，得到多效抗菌剂；中间体、n,n-二甲基甲酰胺、二丁基氧化锡、碳酸钾、3-氨基-2-噁唑烷酮的用量之比为22.4g:100ml:0.3g:5.3g:10.2g；

19、在二丁基氧化锡的催化下，中间体和3-氨基-2-噁唑烷酮发生亲核取代，碳酸钾除去反应生成的氯化氢，得到多效抗菌剂；具体反应如下所示：

20、

21、本发明制得的多效抗菌剂含有异噻唑啉酮、季铵盐、噁唑烷酮和羟基结构，其中异噻唑啉酮具有抗菌能力强、对环境安全以及抗菌谱宽广等优良性能，通过杂环上的键活性部位与病菌蛋白质中半胱氨酸上的巯基形成二硫键，从而使蛋白质失活，来达到杀菌的目的，可提高聚乙烯醇基体一定的抗菌性能；不仅如此，引入的季铵盐离子，凭借其所带正电荷与负电荷的菌体之间会产生强的静电相互作用，对菌体会产生强烈的吸附作用，可与异噻唑啉酮起协效作用，显著增强了基体的抗菌性能；此外，引入的噁唑烷酮耐热性较好，能一定程度的增强基体的耐高温性能；最后，多效抗菌剂一端含有羟基，能与基体发生交联，提升二者的相互作用力，大幅提高多效抗菌剂的耐迁移和耐渗出性能，使多效抗菌剂能长久稳定的维持性能。

22、本发明的有益效果：

23、1、本发明制得的医用膜添加预糊化玉米淀粉和黄原胶，能与聚乙烯醇基体产生协同氢键的相互作用，能形成稳定缠结网络，赋予了医用膜良好的耐水性、耐高温性、可降解性和力学性能；

24、2、制得的多效抗菌剂中多种基团能起到协效作用，大幅增强医用膜的抗菌性能，此外，多效抗菌剂还能一定程度的增强医用膜的耐高温性能，并且性能长久稳定；

25、因此，本发明制得的医用膜耐水性好，力学强度高，具有稳定高效的抗菌性能和耐高温性能，并且环保可降解，在医用膜材料技术领域具备重要应用价值。