阅读说明：本技术 一种抗菌性壳聚糖-纤维素的生物质复合薄膜的制法和应用 (Preparation method and application of antibacterial chitosan-cellulose biomass composite film ) 是由 潘红蓉 于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及抗菌材料技术领域,且公开了一种抗菌性壳聚糖-纤维素的生物质复合薄膜,在N-羟基丁二酰亚胺和二环己基碳化二亚胺的活化作用下,使叠氮乙酸与壳聚糖进行酰胺化反应,得到叠氮化壳聚糖,基于叠氮-炔点击反应的原理,在溴化亚铜和三乙胺配位和催化作用下,使壳聚糖的叠氮基团与2-炔丙基四甲基胍的炔基发生点击反应,得到四甲基胍基壳聚糖作为活性抗菌剂,聚乙烯醇具有良好的成膜性和阻隔性,丙三醇具有增塑效果,而壳聚糖与纤维素的相容性非常好,从而使四甲基胍基壳聚糖作为抗菌剂与纳米纤维素复合成膜,得到抗菌性壳聚糖-纤维素的生物质复合薄膜,具有优异的抗菌活性和抑菌效果。(The invention relates to the technical field of antibacterial materials, and discloses an antibacterial chitosan-cellulose biomass composite film, wherein azido acetic acid and chitosan are subjected to amidation reaction under the activation action of N-hydroxysuccinimide and dicyclohexylcarbodiimide to obtain azido chitosan, under the coordination and catalysis action of cuprous bromide and triethylamine, azido groups of the chitosan and alkynyl of 2-propargyl tetramethylguanidine are subjected to click reaction to obtain tetramethylguanidino chitosan as an active antibacterial agent, polyvinyl alcohol has good film forming property and barrier property, glycerol has a plasticizing effect, the compatibility of the chitosan and cellulose is very good, thus the tetramethylguanidino chitosan as an antibacterial agent is compounded with nano-cellulose to form a film, and the chitosan-cellulose biomass composite antibacterial film is obtained, has excellent antibacterial activity and bacteriostatic effect.)

具体实施方式

为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种抗菌性壳聚糖-纤维素的生物质复合薄膜，制备方法包括以下步骤：

(1)向锥形瓶中加入乙酸乙酯溶剂和四甲基胍，再缓慢滴加溴丙炔的乙酸乙酯溶液，置于恒温水浴装置中，恒温水浴装置包括水浴槽，水浴槽下方固定连接有导热板，导热板上方设置有锥形瓶，导热板下方与加热片固定连接，水浴槽外侧固定连接有保温套，保温套上方与螺杆固定连接，螺杆活动连接有调节齿轮，调节齿轮与上保温层活动连接，在15-35℃下恒温反应12-24h，减压蒸馏除掉溶液，加入二氯甲烷和饱和食盐水，进行萃取纯化，取二氯甲烷有机相真空抽滤，得到分子式为C₁₀H₁₄N的2-炔丙基四甲基胍。

(2)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和壳聚糖，进行溶胀6-12h，再加入叠氮乙酸、催化剂N-羟基丁二酰亚胺和缩合剂二环己基碳化二亚胺，四种物质的质量比为100:10-30:35-100:60-180在40-60℃下恒温避光反应12-36h，加入蒸馏水进行沉淀，抽滤掉溶剂，蒸馏水和乙醇洗涤干净，得到叠氮化壳聚糖。

(3)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和叠氮化壳聚糖，进行溶胀6-12h，再加入2-炔丙基四甲基胍、催化剂溴化亚铜和配体三乙胺，四种物质的质量比为100:15-50:0.05-0.1:0.08-0.15，在氮气保护下，20-40℃下恒温反应24-48h，加入蒸馏水进行沉淀，抽滤掉溶剂，蒸馏水和乙醇洗涤干净，得到四甲基胍基壳聚糖。

(4)向锥形瓶中加入蒸馏水、聚乙烯醇和四甲基胍基壳聚糖，搅拌30-60min，再加入纳米纤维素和增塑剂丙三醇，四种物质的质量比为15-30:30-80:100:15-25，超声分散均匀后将溶液真空脱泡、在聚四氟乙烯板上自然流延并固化，得到抗菌性壳聚糖-纤维素的生物质复合薄膜，用于抗菌薄膜材料领域中。

实施例1

(1)向锥形瓶中加入乙酸乙酯溶剂和四甲基胍，再缓慢滴加溴丙炔的乙酸乙酯溶液，置于恒温水浴装置中，恒温水浴装置包括水浴槽，水浴槽下方固定连接有导热板，导热板上方设置有锥形瓶，导热板下方与加热片固定连接，水浴槽外侧固定连接有保温套，保温套上方与螺杆固定连接，螺杆活动连接有调节齿轮，调节齿轮与上保温层活动连接，在15℃下恒温反应12h，减压蒸馏除掉溶液，加入二氯甲烷和饱和食盐水，进行萃取纯化，取二氯甲烷有机相真空抽滤，得到分子式为C₁₀H₁₄N的2-炔丙基四甲基胍。

(2)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和壳聚糖，进行溶胀6h，再加入叠氮乙酸、催化剂N-羟基丁二酰亚胺和缩合剂二环己基碳化二亚胺，四种物质的质量比为100:10:35:60在40℃下恒温避光反应12h，加入蒸馏水进行沉淀，抽滤掉溶剂，蒸馏水和乙醇洗涤干净，得到叠氮化壳聚糖。

(3)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和叠氮化壳聚糖，进行溶胀6h，再加入2-炔丙基四甲基胍、催化剂溴化亚铜和配体三乙胺，四种物质的质量比为100:15:0.05:0.08，在氮气保护下，20℃下恒温反应24h，加入蒸馏水进行沉淀，抽滤掉溶剂，蒸馏水和乙醇洗涤干净，得到四甲基胍基壳聚糖。

(4)向锥形瓶中加入蒸馏水、聚乙烯醇和四甲基胍基壳聚糖，搅拌30min，再加入纳米纤维素和增塑剂丙三醇，四种物质的质量比为15:30:100:15，超声分散均匀后将溶液真空脱泡、在聚四氟乙烯板上自然流延并固化，得到抗菌性壳聚糖-纤维素的生物质复合薄膜。

实施例2

(1)向锥形瓶中加入乙酸乙酯溶剂和四甲基胍，再缓慢滴加溴丙炔的乙酸乙酯溶液，置于恒温水浴装置中，恒温水浴装置包括水浴槽，水浴槽下方固定连接有导热板，导热板上方设置有锥形瓶，导热板下方与加热片固定连接，水浴槽外侧固定连接有保温套，保温套上方与螺杆固定连接，螺杆活动连接有调节齿轮，调节齿轮与上保温层活动连接，在35℃下恒温反应18h，减压蒸馏除掉溶液，加入二氯甲烷和饱和食盐水，进行萃取纯化，取二氯甲烷有机相真空抽滤，得到分子式为C₁₀H₁₄N的2-炔丙基四甲基胍。

(2)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和壳聚糖，进行溶胀12h，再加入叠氮乙酸、催化剂N-羟基丁二酰亚胺和缩合剂二环己基碳化二亚胺，四种物质的质量比为100:15:55:100在50℃下恒温避光反应36h，加入蒸馏水进行沉淀，抽滤掉溶剂，蒸馏水和乙醇洗涤干净，得到叠氮化壳聚糖。

(3)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和叠氮化壳聚糖，进行溶胀6h，再加入2-炔丙基四甲基胍、催化剂溴化亚铜和配体三乙胺，四种物质的质量比为100:25:0.06:0.1，在氮气保护下，30℃下恒温反应48h，加入蒸馏水进行沉淀，抽滤掉溶剂，蒸馏水和乙醇洗涤干净，得到四甲基胍基壳聚糖。

(4)向锥形瓶中加入蒸馏水、聚乙烯醇和四甲基胍基壳聚糖，搅拌60min，再加入纳米纤维素和增塑剂丙三醇，四种物质的质量比为20:40:100:18，超声分散均匀后将溶液真空脱泡、在聚四氟乙烯板上自然流延并固化，得到抗菌性壳聚糖-纤维素的生物质复合薄膜。

实施例3

(1)向锥形瓶中加入乙酸乙酯溶剂和四甲基胍，再缓慢滴加溴丙炔的乙酸乙酯溶液，置于恒温水浴装置中，恒温水浴装置包括水浴槽，水浴槽下方固定连接有导热板，导热板上方设置有锥形瓶，导热板下方与加热片固定连接，水浴槽外侧固定连接有保温套，保温套上方与螺杆固定连接，螺杆活动连接有调节齿轮，调节齿轮与上保温层活动连接，在25℃下恒温反应18h，减压蒸馏除掉溶液，加入二氯甲烷和饱和食盐水，进行萃取纯化，取二氯甲烷有机相真空抽滤，得到分子式为C₁₀H₁₄N的2-炔丙基四甲基胍。

(2)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和壳聚糖，进行溶胀10h，再加入叠氮乙酸、催化剂N-羟基丁二酰亚胺和缩合剂二环己基碳化二亚胺，四种物质的质量比为100:22:80:140在50℃下恒温避光反应24h，加入蒸馏水进行沉淀，抽滤掉溶剂，蒸馏水和乙醇洗涤干净，得到叠氮化壳聚糖。

(3)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和叠氮化壳聚糖，进行溶胀10h，再加入2-炔丙基四甲基胍、催化剂溴化亚铜和配体三乙胺，四种物质的质量比为100:38:0.08:0.12，在氮气保护下，30℃下恒温反应36h，加入蒸馏水进行沉淀，抽滤掉溶剂，蒸馏水和乙醇洗涤干净，得到四甲基胍基壳聚糖。

(4)向锥形瓶中加入蒸馏水、聚乙烯醇和四甲基胍基壳聚糖，搅拌50min，再加入纳米纤维素和增塑剂丙三醇，四种物质的质量比为25:60:100:22，超声分散均匀后将溶液真空脱泡、在聚四氟乙烯板上自然流延并固化，得到抗菌性壳聚糖-纤维素的生物质复合薄膜。

实施例4

(1)向锥形瓶中加入乙酸乙酯溶剂和四甲基胍，再缓慢滴加溴丙炔的乙酸乙酯溶液，置于恒温水浴装置中，恒温水浴装置包括水浴槽，水浴槽下方固定连接有导热板，导热板上方设置有锥形瓶，导热板下方与加热片固定连接，水浴槽外侧固定连接有保温套，保温套上方与螺杆固定连接，螺杆活动连接有调节齿轮，调节齿轮与上保温层活动连接，在35℃下恒温反应24h，减压蒸馏除掉溶液，加入二氯甲烷和饱和食盐水，进行萃取纯化，取二氯甲烷有机相真空抽滤，得到分子式为C₁₀H₁₄N的2-炔丙基四甲基胍。

(2)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和壳聚糖，进行溶胀12h，再加入叠氮乙酸、催化剂N-羟基丁二酰亚胺和缩合剂二环己基碳化二亚胺，四种物质的质量比为100:30:100:180在60℃下恒温避光反应36h，加入蒸馏水进行沉淀，抽滤掉溶剂，蒸馏水和乙醇洗涤干净，得到叠氮化壳聚糖。

(3)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和叠氮化壳聚糖，进行溶胀12h，再加入2-炔丙基四甲基胍、催化剂溴化亚铜和配体三乙胺，四种物质的质量比为100:50:0.1:0.15，在氮气保护下，40℃下恒温反应48h，加入蒸馏水进行沉淀，抽滤掉溶剂，蒸馏水和乙醇洗涤干净，得到四甲基胍基壳聚糖。

(4)向锥形瓶中加入蒸馏水、聚乙烯醇和四甲基胍基壳聚糖，搅拌60min，再加入纳米纤维素和增塑剂丙三醇，四种物质的质量比为30:80:100:25，超声分散均匀后将溶液真空脱泡、在聚四氟乙烯板上自然流延并固化，得到抗菌性壳聚糖-纤维素的生物质复合薄膜。

对比例1

(1)向锥形瓶中加入乙酸乙酯溶剂和四甲基胍，再缓慢滴加溴丙炔的乙酸乙酯溶液，置于恒温水浴装置中，恒温水浴装置包括水浴槽，水浴槽下方固定连接有导热板，导热板上方设置有锥形瓶，导热板下方与加热片固定连接，水浴槽外侧固定连接有保温套，保温套上方与螺杆固定连接，螺杆活动连接有调节齿轮，调节齿轮与上保温层活动连接，在35℃下恒温反应24h，减压蒸馏除掉溶液，加入二氯甲烷和饱和食盐水，进行萃取纯化，取二氯甲烷有机相真空抽滤，得到分子式为C₁₀H₁₄N的2-炔丙基四甲基胍。

(2)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和壳聚糖，进行溶胀6h，再加入叠氮乙酸、催化剂N-羟基丁二酰亚胺和缩合剂二环己基碳化二亚胺，四种物质的质量比为100:5:15:20在50℃下恒温避光反应36h，加入蒸馏水进行沉淀，抽滤掉溶剂，蒸馏水和乙醇洗涤干净，得到叠氮化壳聚糖。

(3)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和叠氮化壳聚糖，进行溶胀12h，再加入2-炔丙基四甲基胍、催化剂溴化亚铜和配体三乙胺，四种物质的质量比为100:5:0.035:0.05，在氮气保护下，30℃下恒温反应24h，加入蒸馏水进行沉淀，抽滤掉溶剂，蒸馏水和乙醇洗涤干净，得到四甲基胍基壳聚糖。

(4)向锥形瓶中加入蒸馏水、聚乙烯醇和四甲基胍基壳聚糖，搅拌45min，再加入纳米纤维素和增塑剂丙三醇，四种物质的质量比为10:15:100:12，超声分散均匀后将溶液真空脱泡、在聚四氟乙烯板上自然流延并固化，得到抗菌性壳聚糖-纤维素的生物质复合薄膜。

向无菌培养皿中加入琼脂培养基和活化的大肠杆菌悬菌液，再加入裁剪好的抗菌性壳聚糖-纤维素的生物质复合薄膜作为实验组，以不加复合薄膜作为空白对照，置于恒温恒湿培养箱中，在37℃下培养24h，观察菌落数，并计算抑菌率，抑菌率＝(空白组菌落数-实验组菌落数)/空白组菌落数，测试标准为GB/T 20944.1-2007。

测试	实验组菌落数	空白菌落数	抑菌率(％)
				实施例1	5	41	87.8
实施例2	3	41	92.7
				实施例3	2	41	95.1
实施例4	6	41	85.4
				对比例1	19	41	53.7