一种水溶性纳米抗菌单羧基壳聚糖及其制备工艺方法

技术领域

本发明涉及面料技术领域，尤其涉及一种水溶性纳米抗菌单羧基壳聚糖及其制备工艺方法。

背景技术

壳聚糖为天然多糖甲壳素脱除部分乙酰基的产物，具有生物降解性、生物相容性、无毒性、抑菌、抗癌、降脂、增强免疫等多种生理功能，因此深受面料技术领域的青睐和欢迎。

随着社会的发展和进步，人们生活水平的不断提高，人们对面料的质量要求越来越高，但是现有的壳聚糖大多数不具备较强的水溶性和抗菌性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种水溶性纳米抗菌单羧基壳聚糖及其制备工艺方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种水溶性纳米抗菌单羧基壳聚糖及其制备工艺方法，所述水溶性纳米抗菌单羧基壳聚糖包括单羧基壳聚糖分子、水溶性分子层和纳米抗菌层，所述水溶性分子层呈环形贯穿分布在单羧基壳聚糖分子的表面，且纳米抗菌层呈螺旋盘绕在单羧基壳聚糖分子的表面，所述水溶性分子层由聚乙烯醇纤维分子、海藻纤维分子和羧甲基纤维素纤维分子组成，所述纳米抗菌层由银纤维分子、铜纤维分子和竹代尔纤维分子组成；

所述水溶性纳米抗菌单羧基壳聚糖的制备工业方法包括以下步骤：

S1：将10g壳聚糖按照质量比1:40溶解在浓度为4.5％的稀乙酸溶液中，然后滴加200ul浓硝酸和1000ul浓磷酸，加入10g辛菌胺醋酸盐和2g丙三醇，充分搅拌混合均匀后用锡纸密闭容器，置于超声震荡仪内进行超声反应得到反应液；

S2：将S1中得到的反应液在1℃冷库内静置10-15小时，经低温静置过后的溶液过滤洗涤，得到的固体沉淀于,30-40℃下烘干，再经研磨粉碎得到单羧基壳聚糖粉末；

S3：将5g聚乙烯醇粉末、10g海藻烟粉末和15g羧甲基纤维素粉末加入电解溶液中进行游离电解，电解完成后将S1中得到单羧基壳聚糖粉末加入进行搅拌混合，之后电解状态下的离子带电形成环形分布的水溶性分子层附着在单羧基壳聚糖分子的表面；

S4：采用电镀法向单羧基壳聚糖分子的表面分别镀上银离子和铜离子，然后将竹代尔纤维素溶液加入至电镀池中进行酯化反应，酯化反应完成后，将S1中得到单羧基壳聚糖粉末加入进行搅拌混合，之后在电镀池内形成螺旋状的纳米抗菌层附着在单羧基壳聚糖分子的表面；

S5：将S3和S4反应后的溶液置于超声震荡仪内进行充分震荡，之后利用酰胺反应进行改性，最终得到的单羧基壳聚糖分子表面会被同时附着上水溶性分子层和纳米抗菌层。

优选地，所述水溶性分子层厚度为5-10nm，且聚乙烯醇纤维分子、海藻纤维分子和羧甲基纤维素纤维分子三种纤维分子在分子团内呈交叉排布。

优选地，所述纳米抗菌层的厚度为3-7nm，银纤维分子沿经向设置，且铜纤维分子和竹代尔纤维分子呈双螺旋反向捻合在银纤维分子的分子团表面。

优选地，所述超声震荡仪的超声功率为220KW，且超声震荡时间为40分钟。

本发明的有益效果为：

1、在现有的单羧基壳聚糖分子表面游离电解形成环形分布的水溶性分子层，使得这种壳聚糖生产出来的面料具备较强的抗静电能力和亲肤性，从而提高了壳聚糖生产出来面料的舒适度，并且在单羧基壳聚糖分子表面通过电镀法形成螺旋状的纳米抗菌层，使得这种壳聚糖生产出来的面料具备较强的抗菌性能，从而有利于人们的身体健康；

2、将水溶性分子层通过聚乙烯醇纤维分子、海藻纤维分子和羧甲基纤维素纤维分子三种纤维分子采用交叉排布复合而成，能够最大程度的提高水溶性能，将纳米抗菌层内的银纤维分子沿经向设置，且铜纤维分子和竹代尔纤维分子呈双螺旋反向捻合在银纤维分子的分子团表面，这样能够最大程度提高抗菌性能，同时也提高了拉伸延展性能，增加了柔软度。

附图说明

图1为本发明提出的一种水溶性纳米抗菌单羧基壳聚糖的分子结构组成示意图；

图2为本发明提出的一种水溶性纳米抗菌单羧基壳聚糖中水溶性分子层的组成结构示意图；

图3为本发明提出的一种水溶性纳米抗菌单羧基壳聚糖中纳米抗菌层的组成结构示意图。

图中：1单羧基壳聚糖分子、2水溶性分子层、3纳米抗菌层、201聚乙烯醇纤维分子、202海藻纤维分子、203羧甲基纤维素纤维分子、301银纤维分子、302铜纤维分子、303竹代尔纤维分子。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1，参照图1-3，一种水溶性纳米抗菌单羧基壳聚糖及其制备工艺方法，所述水溶性纳米抗菌单羧基壳聚糖包括单羧基壳聚糖分子1、水溶性分子层2和纳米抗菌层3，所述水溶性分子层2呈环形贯穿分布在单羧基壳聚糖分子1的表面，且纳米抗菌层3呈螺旋盘绕在单羧基壳聚糖分子1的表面，所述水溶性分子层2由聚乙烯醇纤维分子201、海藻纤维分子202和羧甲基纤维素纤维分子203组成，所述纳米抗菌层3由银纤维分子301、铜纤维分子302和竹代尔纤维分子303组成，所述水溶性分子层2厚度为5-10nm，且聚乙烯醇纤维分子201、海藻纤维分子202和羧甲基纤维素纤维分子203三种纤维分子在分子团内呈交叉排布，所述纳米抗菌层3的厚度为3-7nm，银纤维分子301沿经向设置，且铜纤维分子302和竹代尔纤维分子303呈双螺旋反向捻合在银纤维分子301的分子团表面；

所述水溶性纳米抗菌单羧基壳聚糖的制备工业方法包括以下步骤：

S1：将10g壳聚糖按照质量比1:40溶解在浓度为4.5％的稀乙酸溶液中，然后滴加200ul浓硝酸和1000ul浓磷酸，加入10g辛菌胺醋酸盐和2g丙三醇，充分搅拌混合均匀后用锡纸密闭容器，置于超声震荡仪(型号为SW-D600S-39)内进行超声反应得到反应液，超声震荡仪的超声功率为220KW，且超声震荡时间为40分钟；

S2：将S1中得到的反应液在1℃冷库内静置10-15小时，经低温静置过后的溶液过滤洗涤，得到的固体沉淀于,30-40℃下烘干，再经研磨粉碎得到单羧基壳聚糖粉末；

S3：将5g聚乙烯醇粉末、10g海藻烟粉末和15g羧甲基纤维素粉末加入电解溶液中进行游离电解，电解完成后将S1中得到单羧基壳聚糖粉末加入进行搅拌混合，之后电解状态下的离子带电形成环形分布的水溶性分子层2附着在单羧基壳聚糖分子1的表面；

S4：采用电镀法向单羧基壳聚糖分子1的表面分别镀上银离子和铜离子，然后将竹代尔纤维素溶液加入至电镀池中进行酯化反应，酯化反应完成后，将S1中得到单羧基壳聚糖粉末加入进行搅拌混合，之后在电镀池内形成螺旋状的纳米抗菌层3附着在单羧基壳聚糖分子1的表面；

S5：将S3和S4反应后的溶液置于超声震荡仪内进行充分震荡，之后利用酰胺反应进行改性，最终得到的单羧基壳聚糖分子1表面会被同时附着上水溶性分子层2和纳米抗菌层3。

本发明中，在现有的单羧基壳聚糖分子1表面游离电解形成环形分布的水溶性分子层2，使得这种壳聚糖生产出来的面料具备较强的抗静电能力和亲肤性，从而提高了壳聚糖生产出来面料的舒适度，并且在单羧基壳聚糖分子1表面通过电镀法形成螺旋状的纳米抗菌层3，使得这种壳聚糖生产出来的面料具备较强的抗菌性能，从而有利于人们的身体健康，将水溶性分子层2通过聚乙烯醇纤维分子201、海藻纤维分子202和羧甲基纤维素纤维分子203三种纤维分子采用交叉排布复合而成，能够最大程度的提高水溶性能，将纳米抗菌层3内的银纤维分子301沿经向设置，且铜纤维分子302和竹代尔纤维分子303呈双螺旋反向捻合在银纤维分子301的分子团表面，这样能够最大程度提高抗菌性能，同时也提高了拉伸延展性能，增加了柔软度。因此，本发明提出的一种水溶性纳米抗菌单羧基壳聚糖及其制备工艺方法能够满足当下人们对面料的质量需求。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。