[发明专利]一种淀粉/纳米银抗菌复合薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能高分子材料科学领域，特别涉及一种淀粉/纳米银抗菌复合薄膜的制备方法。

背景技术

淀粉主要来源于植物的种子、根、茎和果实，是植物储存能量的一种总要形式。淀粉是一种天然高分子化合物，其基本结构单元是葡萄糖，一个淀粉颗粒是由成千上万的葡萄糖单元通过糖苷键连接而成。正是由于淀粉分子结构的特性，自古以来就在人类生活生产中扮演重要角色。我国淀粉资源丰富、来源广泛、价格低廉，且由于淀粉良好的粘性、成膜性、生物相容性、可降解性、绿色环保性及可再生性等性能，使其近年来成为功能高分子材料科学领域的研究热点。目前，淀粉在功能高分子材料领域的应用主要限于淀粉作为填充剂、改性剂或者交联剂在胶粘剂、改性薄膜及改性树脂中得应用，而以淀粉为主要研究材料，将其应用于自组装薄膜领域的研究应用鲜见报道。

    银离子具有良好的杀菌、抗菌作用，自古以来就被人们用于加速伤口愈合、治疗感染、净化水源等。纳米银与普通银相比，具有更的的比表面积、表面能和反应活性。现代研究结果表明，纳米银粒子对致命的杆菌、球菌、丝菌的杀灭作用远远强于传统的银离子杀菌剂；且纳米银粒子克服了银离子在溶液中不能稳定存在的特性，因此纳米银粒子在杀菌、抗菌领域具有传统银离子杀菌剂无法比拟的优势。

发明内容

本发明的目的是结合淀粉和纳米银的优势，采用自组装方式制备淀粉/纳米复合薄膜，以期利用淀粉的良好生物相容性、可降解性及纳米银的强烈杀菌性，将其应用于生物医用杀菌绷带或敷料上。

一种淀粉/纳米银抗菌复合薄膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

淀粉的前处理：

称取一定量的淀粉溶解于浓度为质量百分比19%-20%的乙醇溶液中，并在超声波下作用3-4小时，然后进行一次洗涤、过滤，重复洗涤、过滤操作三遍。将一次洗涤、过滤后的淀粉溶解于质量百分比浓度为19%-20%的二甲基亚砜溶液中，搅拌24小时，进行二次洗涤、过滤。洗涤、过滤重复操作三遍；将经过二次洗涤、过滤后的淀粉与质量百分比浓度为0.3%-0.5%的氢氧化钠溶液按照质量比为1:4配制成混合溶液，搅拌3小时，然后用离心机离心15分钟，去掉上层液体并用水进行三次洗涤、过滤。重复洗涤、过滤操作三遍；将三次洗涤、过滤后的淀粉溶解于质量比为1:1的甲醇和乙醚的混合溶液中，搅拌1-1.5小时，并用离心机离心10分钟，去掉上层液体，进行四次洗涤、过滤。重复洗涤、过滤操作三遍，干燥至恒重。

淀粉的降解、氧化：

1）降解：将步骤制备的干淀粉放入三口烧瓶中，加入一定量的去离子水并不断搅拌，然后加入少量α-淀粉酶于三口烧瓶中，调溶液的pH值到4.0，升温至60℃-70℃保温反应一段时间，降温、卸料，洗涤、过滤，重复洗涤、过滤操作三遍，干燥至恒重。

2）氧化：将经降解处理的淀粉，重新配制成浓度为35%的淀粉水溶液，调溶液的pH值为1.2-1.4，加入与淀粉摩尔比为1.1:1的高碘酸钠，开动搅拌装置，升温至37℃-55℃，保温反应3-4小时，降温、卸料，洗涤、过滤，重复洗涤、过滤操作三遍，干燥至恒重。

淀粉溶液的配制：

将步骤制备的氧化降解淀粉放入烧瓶中，加入一定量的去离子水配制成质量浓度为1‰-5‰的淀粉水溶液，升温至110℃-120℃，并保温搅拌2-3小时。

淀粉/纳米银抗菌复合薄膜的制备：

薄膜的基底采用石英片为基底，将石英片基底浸于浓硫酸和双氧水体积比为7:3的混合溶液中，一段时间后，取出并用去离子水冲洗；将经过浓硫酸和双氧水浸泡后的石英片浸于步骤中制备的淀粉溶液中一段时间，得到单层淀粉自组装薄膜，取出并用去离子水冲洗；然后再将单层淀粉自组装薄膜浸于浓度为0.9mg/mL-1.1mg/mL的聚乙烯亚胺溶液中30分钟-1小时，得到淀粉与聚乙烯亚胺复合薄膜，取出并用去离子水冲洗；最后再将淀粉与聚乙烯亚胺复合薄膜浸入步骤⑶中制备的淀粉溶液中一段时间，取出用去离子水冲洗并用氮气吹干，制得双层淀粉自组装薄膜。

将上述制备的双层淀粉自组装薄膜浸入预先配制的质量百分比为1-2%的银氨溶液中，升温至68℃-72℃，并保温反应一段时间，即制得淀粉/纳米银抗菌复合薄膜。

所述淀粉包括玉米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、大米淀粉、糯米淀粉。

α-淀粉酶降解淀粉的时间为16-24小时。

石英片基底浸入淀粉溶液的时间为22-24小时。

薄膜的基底可采用石英片、玻璃片、二氧化硅片或用纤维素为基底的纱布和绷带等。