[发明专利]一种天然扁柏酚改性壳聚糖及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种天然扁柏酚改性壳聚糖及其制备方法与应用。其中，制备方法包括：(1)将壳聚糖溶于溶剂中，得到壳聚糖溶液；(2)向上述壳聚糖溶液中分别加入多聚甲醛和扁柏酚进行反应，反应结束后，后处理得所述天然扁柏酚改性壳聚糖。本发明利用扁柏酚和壳聚糖的各自的特性，将扁柏酚接枝到壳聚糖上，有效提高了壳聚糖的抗菌性能及广谱抗菌性，使其能够应用于织物抗菌应用中，并具有良好的抗菌效果；且制备过程简单，反应条件温和，成本低，重现性好。

技术领域

本发明属于印染助剂技术领域，具体涉及一种天然扁柏酚改性壳聚糖及其制备方法与应用。

背景技术

随着生活水平不断提高，人们对于纺织品的需求不再局限于保暖舒适等织物固有的特性，更趋于追求其卫生、保健、防护等功能。在运动时，人体会产生很多汗液，汗液中含有尿素、乳酸等多种分泌物，很容易使服装面料产生细菌，对身体健康安全造成极大危害。天然纤维织物吸湿性好，更易受细菌、霉菌等微生物侵袭，产生变色、发霉、脆化降解等问题，这将会诱发人体的各种皮肤病。因此，抗菌整理是提升天然纤维织物服用舒适性的重要途径。

目前，市面上主要有有机、无机和天然抗菌剂三大类纺织品用抗菌剂。理想的纺织品用抗菌剂在满足杀灭有害微生物、防止疾病传播的同时，还应满足于人体和环境不得有太强的毒性；整理后纺织品的各项性能基本无不利影响；整理后的纺织品应足够耐用。当前人们的环保意识越来越强，相关科研部门对天然抗菌剂开始高度重视，并取得了一定的研究进展。

天然抗菌剂是一种安全、环保的抗菌剂，其完全从天然动植物中提取或者直接使用(如艾蒿、桧柏、芦荟、金银花、甘草、壳聚糖、茶多酚、扁柏酚等)，在生产和使用过程中不会对人畜或环境产生污染危害。其中，壳聚糖是世界第二大可再生的天然高分子多糖，其结构式为：

该结构中含有丰富的氨基和羟基官能团，具有抑菌、降脂、生物降解性和生物相容性等多种优良特性。但是，壳聚糖作为抗菌剂存在以下缺陷：(1)仅在酸性介质中才具有明显的抗菌活性；(2)对大肠杆菌等细菌的抗菌性较弱；(3)其成膜后的抗菌性能急剧下降；(4)与纺织品之间缺乏牢固的结合力，影响整理纺织品的抗菌耐久性。

目前，改性壳聚糖的目的多为提高其广谱抗菌性以及提升其在纺织品上的抗菌耐久性。国内外研究者所设计的改性化学方案大多聚焦在壳聚糖分子结构中引入不同的化学官能团。部分研究者尝试将天然分子(儿茶素、姜黄素、香叶醇、赖氨酸等)引入到壳聚糖结构中，但应用于纺织品抗菌剂的研究较少。

壳聚糖结构中含有丰富的氨基和羟基官能团，便于进行化学改性来提升其抗菌性能。扁柏酚又称桧木醇，是由日本柏树和西部红柏中分离出来的天然化合物，具有环庚三烯酚酮结构，对细菌、真菌和昆虫均有优良的抑制效果，且对人体内皮细胞和上皮细胞无明显细胞毒性，已被广泛用于化妆品、医药、农业、纺织品等领域。但是，扁柏酚水溶性较差，不利于作为抗菌剂整理织物，还会损害织物原始的物理服用性能。

目前，将扁柏酚对壳聚糖进行接枝改性的研究尚未见报道。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种天然扁柏酚改性壳聚糖及其制备方法与应用，采用扁柏酚对壳聚糖进行接枝改性，提高壳聚糖在织物上的广谱抗菌性能。

本发明的制备方法，巧妙地通过曼尼希反应将扁柏酚接枝到壳聚糖上，可有效提高壳聚糖的抗菌活性，从而赋予整理织物优良的广谱抗菌性。该反应简单，操作方便，易于控制，重现性好。

一种天然扁柏酚改性壳聚糖，所述天然扁柏酚改性壳聚糖具有如下结构式：

其中，R₀为H、

R₁为H、

所述天然扁柏酚改性壳聚糖上所有的R₀、R₁不同时为H。