一种抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂的制备方法

摘要

本发明公开了一种抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：配置壳聚糖的酸性溶液，并滤除其中的不溶物后形成壳聚糖溶液；步骤2：在壳聚糖溶液中加入银盐溶液，充分搅拌混合均匀，再加入与银盐等摩尔比的还原剂，将银盐还原成纳米银溶胶，搅拌；步骤3：在纳米银溶胶中滴加一定量的氯金酸溶液，对纳米银进行置换镀金反应，继续搅拌，即得到所述抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂。与现有技术相比，本发明的抗菌剂可在室温下保存3个月不变质，适用于浅色织物、敷料、包装材料等的抗菌，对常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等多菌种都有很好的杀灭效果，同时可有效抵抗变色对织物白度和外观的影响。

权利要求

1.一种抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：配制壳聚糖的酸性溶液，并滤除其中的不溶物后形成壳聚糖溶液；步骤2：在所述步骤1制备的所述壳聚糖溶液中加入银盐溶液，充分搅拌混合均匀，再加入与银盐等摩尔比的还原剂，将银盐还原成纳米银溶胶，搅拌1～2小时；步骤3：在所述步骤2制备的纳米银溶胶中滴加氯金酸(HAuCl4·4H2O)溶液，对纳米银进行置换镀金反应，置换镀金量为银质量分数的3％～

8％，并且最终所述抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂中镀金纳米银的浓度为1ppm至15ppm，继续搅拌1～2小时，即得到所述抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂。

2.根据权利要求1所述的一种抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的壳聚糖溶液的配制步骤为：首先在去离子水中加入酸，搅拌均匀，之后加入壳聚糖，搅拌溶解2小时，静置12小时后，抽滤，去除其中的不溶物，得到所述壳聚糖溶液。

3.根据权利要求2所述的一种抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：所述酸为柠檬酸或乙酸的稀溶液，其浓度为10g/L至70g/L。

4.根据权利要求1所述的一种抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的所述银盐溶液为硝酸银溶液，所述还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾。

5.根据1至4中任一权利要求所述的一种抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：所述抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂中壳聚糖的分子量为10kDa至100kDa，浓度为

2g/L至10g/L。

说明书

一种抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂的制备方法。

背景技术

[0002] 壳聚糖作为一种天然抗菌材料，其研究和应用由来已久。通常认为，壳聚糖的抗菌活性来自于其分子中所含的氨基（NH2），其在酸性条件下可形成带正电荷的NH3+，起到杀灭细菌的作用。然而大量的研究与实践证明，单纯壳聚糖整理难以满足在诸如织物抗菌方面的应用，这一方面与其抗菌活性受制于表面氨基数量、壳聚糖分子量等因素，另一方面由于其较大的分子量常常会造成织物手感变差；当提高用量时，还会带来织物发黄变色的问题。

[0003] 为了提高抗菌性能，壳聚糖的改性和复配工艺受到普遍的重视，但改性处理并不能避免手感变差及变色问题，而且改性工艺也较为复杂，有些还要用到有一定毒性的化学物质。相较之下，复配简便易行，但复配剂的选择较为关键。获得普遍关注的是将银系抗菌剂与壳聚糖复配，已经有一些相关的研究文献和专利发表。由于银是通过破坏细菌的遗传因子或光催化产生活性氧自由基来灭菌，这使其抗菌具有高效、持久和广谱性，因此在医疗、服装等很多领域都获得了应用，成为目前最为成熟和高效的抗菌剂之一。然而，由于银离子很容易与空气中的氧结合，在光照下还能被还原成银单质，从而显出棕色，影响织物的外观和抗菌性能。将壳聚糖与银复配，壳聚糖分子中的氨基可作为银离子或纳米银的稳定剂，活泼羟基可与棉织物表面的羧基发生酯化反应，增强银的结合牢度，提高抗菌持久性，而其本身具有的抗菌性还可以起到辅助抗菌作用，从而达到壳协同抗菌效果。

[0004] 成都纺织高等专科学校的伏宏彬等在《棉针织物纳米银/壳聚糖抗菌整理》一文中研究了棉针织物纳米银/壳聚糖抗菌整理，先以纳米银50℃浸渍进行抗菌整理;随后进行壳聚糖整理，其用量为20g/L。这种复合整理降低了纳米银的流失，抑制了织物色变，整理后的织物耐水洗效果较好，但纳米银和壳聚糖分步整理，增加了工艺的复杂程度，而且壳聚糖用量较高，容易导致织物的舒适性下降。浙江大学的张雨菲等在《壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗菌整理上的应用》一文中采用化学法直接在壳聚糖溶液中还原制备了粒径小于50nm的球形纳米银，在壳聚糖和纳米银的共同作用下织物具有极好的抗菌性和抗菌长效性。但未提及织物变色问题，而且所用抗菌剂中银的添加量很高，会加重织物变色现象，这使其实际应用受到很大限制。青岛大学的李群在中国专利《一种抗变色壳聚糖络合银抗菌剂的制备方法》（申请号200610069365.5）中，公开了一种在壳聚糖中添加可溶性的银盐，同时添加阳离子化合物，如烷基三甲基铵盐、多烷基二甲基铵盐、有机硅季铵盐等多种表面活性剂作为抗变色剂，起到防止壳聚糖银抗菌剂变色的目的。由于阳离子表面活性剂通常都有一定的毒性，对人体健康构成潜在的威胁，其耐洗涤性也存在疑问。此外，该专利应用了高浓度的可溶性银盐，其在空气中与氧结合或被光还原而变深棕色是早被实践所证实的，因此，事实上该发明在处理白色或浅色织物时抗变色效果是存在较大疑问的。

[0005] 织物色变不但影响其外观，还会给织物的染整等其他处理带来巨大的困扰。因此解决含银壳聚糖抗菌剂的抗变色问题显得十分重要，也是其实际应用必须克服的主要缺陷之一。

发明内容

[0006] 本发明针对现有技术中的不足，提供了一种抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂的制备方法。

[0007] 为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：配置壳聚糖的酸性溶液，并滤除其中的不溶物后形成壳聚糖溶液；步骤2：在所述步骤1制备的所述壳聚糖溶液中加入银盐溶液，充分搅拌混合均匀，再加入与银盐等摩尔比的还原剂，将银盐还原成纳米银溶胶，搅拌1～2小时；步骤3：在所述步骤2制备的纳米银溶胶中滴加一定量的氯金酸（HAuCl4·4H2O）溶液，对纳米银进行置换镀金反应，继续搅拌1～2小时，即得到所述抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂。

[0008] 具体的说，上述步骤1中的壳聚糖溶液的配置步骤为：首先在去离子水中加入酸，搅拌均匀，之后加入壳聚糖，搅拌溶解2小时，静置12小时后，抽滤，去除其中的不溶物，得到所述壳聚糖溶液。

[0009] 作为优选，上述酸为柠檬酸或乙酸的稀溶液，其浓度为10g/L至70g/L。

[0010] 作为优选，上述步骤2中的所述银盐溶液为硝酸银溶液，所述还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾。

[0011] 作为优选，上述步骤3中对纳米银进行置换镀金的反应中，置换镀金量为银质量分数的3%～8%，并且最终所述抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂中镀金纳米银的浓度为1ppm至15ppm。

[0012] 作为优选，上述抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂中壳聚糖的分子量为10kDa至100kDa，浓度为2g/L至10g/L。

[0013] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：最终得到的抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂是带有浅黄色的透明溶液，可在室温下保存3个月不变质，适用于浅色织物、敷料、包装材料等的抗菌，对常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等多菌种都有很好的杀灭效果，同时可有效抵抗变色对织物白度和外观的影响。

具体实施方式

[0014] 下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

[0015] 实施例1。

[0016] 在90ml的去离子水中加入1ml乙酸（含量>99.5%），搅拌均匀，之后加入1g分子量为10kDa的壳聚糖，搅拌溶解2小时，静置12小时后，抽滤，去除其中的不溶物，得到壳聚糖稀溶液。在该溶液中，加入预先配制好的10-3mol/L的硝酸银溶液3ml，搅拌5分钟混合均匀，之后边搅拌边逐渐加入新配制的10-3mol/L的硼氢化钠溶液3ml，将硝酸银还原为纳米银溶胶，持-5
续搅拌2小时，静置。之后在该壳聚糖-纳米银的溶液中滴入预先稀释至10 mol/L的HAuCl4·4H2O溶液2ml，之后继续搅拌2小时，得到表面镀金3%的纳米银溶胶，再补加去离子水至100ml，得到本发明所述的抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂，其外观为带有浅黄色的透明