阅读说明：本技术 一种抗菌纳米纤维的制备方法 (Preparation method of antibacterial nanofiber ) 是由 张丽娜 惠林涛 金夏伟 邵礼滨 张鲁燕 张云兵 王龙飞 于 2021-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种抗菌纳米纤维的制备方法。方法包括：将聚乙烯醇加入水中,加热条件下搅拌至完全溶解,加入抗菌试剂,室温条件搅拌得到混合纺丝液,通过静电纺丝的工艺制备纳米纤维,最终将纳米纤维通过交联反应处理成非水溶性的纳米材料。所述的纳米纤维为负载有抗菌成分的纳米纤维。本发明所得到的抗菌纳米纤维除了具有高效的空气过滤性能,还具有广谱的抗菌功能。整个纤维制备工艺流程短,操作简单,原料选择环保。所述的抗菌纳米纤维具有良好的应用前景,可以作为口罩、空气过滤器、呼吸机等空气过滤装置和设备的过滤层,能够高效地吸附和杀灭空气中的细菌等有害物质。(The invention discloses a preparation method of antibacterial nano-fibers. The method comprises the following steps: adding polyvinyl alcohol into water, stirring under heating to completely dissolve, adding an antibacterial agent, stirring at room temperature to obtain a mixed spinning solution, preparing nanofibers through an electrostatic spinning process, and finally treating the nanofibers into water-insoluble nanomaterials through a crosslinking reaction. The nano-fiber is loaded with antibacterial components. The antibacterial nanofiber obtained by the invention has high-efficiency air filtering performance and broad-spectrum antibacterial function. The whole fiber preparation process is short in flow, simple to operate and environment-friendly in raw material selection. The antibacterial nanofiber has a good application prospect, can be used as a filtering layer of air filtering devices and equipment such as a mask, an air filter and a breathing machine, and can efficiently adsorb and kill harmful substances such as bacteria in the air.)

一种抗菌纳米纤维的制备方法

技术领域

本发明属于纳米纤维材料及其制备领域，特别涉及一种抗菌纳米纤维的制备方法。

背景技术

静电纺丝是目前制备纳米纤维材料的最有效方式之一，该方法具备操作简单、制备流程短、材料选择广泛等优点。纳米纤维可作为空气过滤材料，一般来讲，过滤材料的过滤效率随着过滤纤维直径的减小而增加，通过静电纺丝技术制备的纳米材料，通常情况下直径在几纳米到几百纳米之间分布。此外，静电纺丝制得的纳米材料通常具有较高的孔隙率，透气性优良，非常适合作为空气过滤材料。

纳米纤维在药物控释体系中通常是被作为药物载体，纳米纤维孔隙率高、比表面积大等优良特性能够更好地发挥药效，纳米纤维载药体系同时也可以避免药物在释放过程中发生药物突释，能够持续、高效地提供药物作用。如果将抗菌药物负载在纳米纤维上，然后将纳米纤维应用于口罩的滤材上，将进一步地提高口罩对空气中有害物质的过滤效果。

发明内容

本发明涉及一种抗菌纳米纤维的制备方法，所要解决的技术问题是针对目前口罩滤材单一的物理过滤机制，提供一种抗菌纳米纤维及其制备方法。本发明操作简单，材料环保无毒，通过化学方法杀灭空气中的细菌等有害物质，提供双重的过滤机制。本发明的一种抗菌纳米纤维的制备方法，包括：

(1)将聚乙烯醇加入水中，加热条件下搅拌溶解，得到聚乙烯醇溶液；

(2)向聚乙烯醇溶液中加入抗菌试剂，室温条件下搅拌均匀；

(3)将步骤(2)制得的混合纺丝液通过静电纺丝的方法，得到负载抗菌成分的纳米纤维；

(4)将步骤(3)得到的纳米纤维完成交联反应，处理后成为非水溶性的纳米纤维。

所述步骤(1)中的聚乙烯醇的聚合度为1700-2200，醇解度≥95％；

所述步骤(1)中的聚乙烯醇溶液浓度为8-15wt％；

所述步骤(2)中的抗菌成分为季铵盐衍生物；

所述步骤(2)溶液中的抗菌试剂的质量分数为1-20wt％，搅拌时间为3-5h；

所述步骤(3)中的纳米纤维为负载抗菌成分的纳米纤维；

所述步骤(3)中的静电纺丝参数：静电纺丝施加电压为12-20KV，接收距离为12-22cm，溶液流速为0.4-1.2mL/h，静电纺丝条件为：20-25℃；相对湿度30-50％；

所述步骤(4)中交联剂为戊二醛，溶剂为丙酮或无水乙醇；

所述步骤(4)中的抗菌纳米纤维可以作为口罩、空气过滤器、呼吸机等空气过滤装置和设备的过滤层，能够高效地吸附和杀灭空气中的细菌等有害物质。

本发明中，选择在聚乙烯醇溶液加入季铵盐衍生物，这里选择季铵盐衍生物的原因是由于其是一种广谱抗菌剂，其杀菌机理主要将具有杀菌作用的阳离子有效地附着在细菌表面，通过破坏菌体的细胞膜致使细菌内的生物活性酶和代谢中间产物溢出，从而达到杀菌、抑菌的作用。季铵盐衍生物是一种水溶性物质，能和聚乙烯醇溶液有较好的相容性，最后得到的抗菌纳米纤维，季铵盐成分能够均匀分布其中。

有益效果

(1)本发明所涉及的整个制备工艺流程短，操作简单，原料选择环保，对设备和处理环境的要求不高；

(2)本发明所得到的抗菌纳米纤维除了具有高效的空气过滤性能，同时还具有广谱的抗菌功能。

附图说明

图1为抗菌纳米纤维SEM。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域的技术人员可以对本发明作各种改动和修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

(1)将10g聚乙烯醇加入80g水中，在80℃加热条件下搅拌溶解，得到聚乙烯醇溶液；

(2)向聚乙烯醇溶液加入10g抗菌试剂，室温条件下搅拌均匀；

(3)将步骤(2)制得的混合纺丝液通过静电纺丝得到负载抗菌成分的纳米纤维，纺丝条件：纺丝电压为15KV，接收距离为12cm，溶液流速为0.8ml/h。

(4)配制交联剂溶液：将5wt％戊二醛(25％水溶液)加入丙酮中，然后加入2ml稀盐酸，混合均匀。

(5)将制备的纳米纤维膜平整浸入在步骤(4)的交联剂溶液中，放置3h后取出洗涤5次、并放入40℃干燥箱烘干。所制备的纳米纤维膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抑菌率达到99％以上。

实施例2

(1)将10g聚乙烯醇加入70g水中，在80℃加热条件下搅拌溶解，得到聚乙烯醇溶液；

(2)向聚乙烯醇溶液加入20g抗菌试剂，室温条件下搅拌均匀；

(3)将步骤(2)制得的混合纺丝液通过静电纺丝得到负载抗菌成分的纳米纤维，纺丝条件：纺丝电压为15KV，接收距离为12cm，溶液流速为0.8ml/h。

(4)配制交联剂溶液：将5wt％戊二醛(25％水溶液)加入丙酮中，然后加入2ml稀盐酸，混合均匀。

(5)将制备的纳米纤维膜平整浸入在步骤(4)的交联剂溶液中，放置3h后取出洗涤5次、并放入40℃干燥箱中烘干。所制备的纳米纤维膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抑菌率达到99％以上。