一種膠原纖維/氯化銀雜化材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于有機-無機雜化材料技術領域，具體涉及一種膠原纖維/氯化銀雜化材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]膠原纖維是世界上資源量最大的生物質資源，在制革工業產生的大量廢革中，膠原纖維占90%以上。對廢革進行回收，以合適的方法處理并將其應用在各行各業，不僅能有效治理環境，而且能創造巨大的經濟效益。膠原纖維為白色短纖維狀固體，具有較好的生物降解性能，生物相容性，低抗原性，低細胞毒性等，可應用于食品、醫藥、化妝品等領域；膠原纖維表面富含-0H、-C00H、-C0NH2、-NH2等活性基團，故在分離工程、紡織、造紙等領域也有很強的應用潛力。但膠原纖維有吸水性較強、易被微生物和化學物質等侵蝕、熱穩定性差、易燃等缺陷；膠原纖維主要由膠原蛋白組成，具有蛋白質的一般性質，易被霉菌、細菌侵蝕；因此，膠原纖維在工業上的應用受到較大的限制。為了拓寬膠原纖維的應用領域，采用適當的方法對其改性是當前熱門的研究課題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種采用氯化銀作為改性物質，并以合適的比例和適當的技術方案對膠原纖維改性，并且操作簡單、抗菌性能突出的膠原纖維/氯化銀雜化材料的制備方法。
[0004]本發明膠原纖維/氯化銀雜化材料的制備方法，包括如下步驟:
[0005]稱取2-5重量份膠原纖維加入到200重量份、濃度為2.5 %?4 %的硝酸銀溶液中，攪拌4小時后靜置12小時；然后在攪拌的條件下緩慢滴加100重量份、濃度為3.5%的氯化鈉溶液，氯化鈉溶液的滴加速度控制在0.5滴/秒；滴加完畢后，靜置5分鐘再抽濾，水洗；最后在溫度為60?80°C條件下真空干燥5?8小時，即得到膠原纖維/氯化銀雜化材料。
[0006]具體的，所述膠原纖維是從制革廢棄物中所提取得到的膠原纖維。其來源廣泛，制備簡單，價格便宜。
[0007]具體的，所述硝酸銀溶液、氯化鈉溶液均為市場上購買的純度大于99%的工業產品，并按濃度要求配制的水溶液，所用水為去離子水。
[0008]本發明利用原位生成氯化銀顆粒的方法對膠原纖維改性，不僅改善了膠原纖維吸水率高、易潮解、熱穩定性低、易變質、機械強度低等缺點，還大大提高了該材料抗菌的特性，拓寬了其在工業中的應用范圍。并且，在膠原纖維表面原位生成氯化銀顆粒的方法工藝簡單，反應在常溫常壓下進行，對設備要求不苛刻，適合大規模生產。本發明的膠原纖維/氯化銀雜化材料抗菌性較好，可應用于填料、紡織、制革、造紙、分離工程等領域，應用前景十分廣闊。
[0009]本發明與現有膠原纖維改性方法相比，具有如下的優點:
[0010](1)性能優異:制得的雜化材料不僅保持膠原纖維本身的優點，還賦予了膠原纖維新的特性，尤其是抗菌性良好。原位生成的氯化銀顆粒與膠原纖維結合牢固，顆粒大小均勻、分布有序，使膠原纖維吸水率降低、機械強度提高、熱穩定性更好，同時在阻燃、抗菌方面性能優異，應用價值更高。
[0011](2)改性方法可控:本發明采用原位生成氯化銀顆粒的方式改性膠原纖維。實驗發現，氯化銀顆粒在膠原纖維上的分布及顆粒大小隨硝酸銀溶液濃度的改變而改變。在低濃度下，膠原纖維上生成的氯化銀顆粒較大，在膠原纖維上分散稀疏；隨著硝酸銀濃度增加，氯化銀顆粒減小，在膠原纖維上分布更加緊密。故可通過改變硝酸銀溶液的濃度來有效控制所生成的氯化銀顆粒的大小、分布以及顆粒層的厚度，從而實現對改性后膠原纖維性能的調節。
[0012](3)工藝操作簡單:本發明方法中提到的操作工藝不僅有利于氯化銀顆粒的原位生成，且操作條件容易控制，制備成功率較高。整個制備過程也無需特殊條件，對設備要求低，適合大規模生產。
【具體實施方式】
[0013]下面通過具體實施例來對本發明作進一步詳細的描述，其中，所述原料均為工業化產品。
[0014]通過以下實施方式制備的雜化材料的抗菌實驗表明，該方法改性的膠原纖維具有較高的抗菌性能。
[0015]實施例1:
[0016]將膠原纖維0.2g、20ml硝酸銀溶液(濃度為2.5% )加入到有攪拌器的反應容器中，攪拌4小時后靜置12小時；然后在攪拌的條件下緩慢滴加10ml氯化鈉溶液(濃度為3.5%),硫酸鈉溶液的滴加速度約為0.5滴/秒；滴加完畢后，靜置5分鐘再抽濾，水洗；最后在溫度為80°C條件下真空干燥8小時，即得到膠原纖維/氯化銀雜化材料。
[0017]該雜化材料在掃描電鏡下觀察，可發現氯化銀顆粒附著在膠原纖維表面。該膠原纖維材料改性前的吸水率為436%，改性后的吸水率為141%，吸水性大大降低。該雜化材料對黃曲霉、黑曲霉、大腸桿菌等具有良好的抗菌活性。
[0018]實施例2:
[0019]將膠原纖維0.3g、20ml硝酸銀溶液(濃度為3% )加入到有攪拌器的反應容器中，攪拌4小時后靜置12小時；然后在攪拌的條件下緩慢滴加10ml氯化鈉溶液(濃度為3.5%),硫酸鈉溶液的滴加速度約為0.5滴/秒；滴加完畢后，靜置5分鐘再抽濾，水洗；最后在溫度為80°C條件下真空干燥8小時，即得到膠原纖維/氯化銀雜化材料。
[0020]該雜化材料在掃描電鏡下觀察，可發現氯化銀顆粒附著在膠原纖維表面。該膠原纖維材料改性前的吸水率為436%，改性后的吸水率為135%，吸水性大大降低。該雜化材料對黃曲霉、黑曲霉、大腸桿菌等具有良好的抗菌活性。
[0021]實施例3:
[0022]將膠原纖維0.4g、20ml硝酸銀溶液(濃度為3.5% )加入到有攪拌器的反應容器中，攪拌4小時后靜置12小時；然后在攪拌的條件下緩慢滴加10ml氯化鈉溶液(濃度為3.5%),硫酸鈉溶液的滴加速度約為0.5滴/秒；滴加完畢后，靜置5分鐘再抽濾，水洗；最后在溫度為80°C條件下真空干燥8小時，即得到膠原纖維/氯化銀雜化材料。
[0023]該雜化材料在掃描電鏡下觀察，可發現氯化銀顆粒附著在膠原纖維表面。該膠原纖維材料改性前的吸水率為436 %，改性后的吸水率為129%，吸水性大大降低。同時，雜化材料對黃曲霉、黑曲霉、大腸桿菌等具有良好的抗菌活性。實施例4:
[0024]將膠原纖維0.5g、20ml硝酸銀溶液(濃度為4% )加入到有攪拌器的反應容器中，攪拌4小時后靜置12小時；然后在攪拌的條件下緩慢滴加10ml氯化鈉溶液(濃度為3.5%),硫酸鈉溶液的滴加速度約為0.5滴/秒；滴加完畢后，靜置5分鐘再抽濾，水洗；最后在溫度為80°C條件下真空干燥8小時，即得到膠原纖維/氯化銀雜化材料。
[0025]該雜化材料在掃描電鏡下觀察，可發現氯化銀顆粒附著在膠原纖維表面。該膠原纖維材料改性前的吸水率為436%，改性后的吸水率為117%，吸水性大大降低。該雜化材料對黃曲霉、黑曲霉、大腸桿菌等具有良好的抗菌活性。
【主權項】
1.一種膠原纖維/氯化銀雜化材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟:稱取2-5重量份膠原纖維加入到200重量份、濃度為2.5%?4%的硝酸銀溶液中，攪拌4小時后靜置12小時；然后在攪拌的條件下緩慢滴加100重量份、濃度為3.5%的氯化鈉溶液，氯化鈉溶液的滴加速度控制在0.5滴/秒；滴加完畢后，靜置5分鐘再抽濾，水洗；最后在溫度為60?80°C條件下真空干燥5?8小時，即得到膠原纖維/氯化銀雜化材料。2.根據權利要求1所述膠原纖維/氯化銀雜化材料的制備方法，其特征在于:所述膠原纖維是從制革廢棄物中所提取得到的膠原纖維。3.根據權利要求1所述膠原纖維/氯化銀雜化材料的制備方法，其特征在于:所述硝酸銀溶液、氯化鈉溶液均為市場上購買的純度大于99%的工業產品，并按濃度要求配制的水溶液，所用水為去離子水。
【專利摘要】本發明公開了一種膠原纖維/氯化銀雜化材料的制備方法。本發明方法主要是，稱取2-5重量份膠原纖維加入到200重量份、濃度為2.5％～4％的硝酸銀溶液中，攪拌4小時后靜置12小時；然后在攪拌的條件下緩慢滴加100重量份、濃度為3.5％的氯化鈉溶液，氯化鈉溶液的滴加速度控制在0.5滴/秒；滴加完畢后，靜置5分鐘再抽濾，水洗；最后在溫度為60～80℃條件下真空干燥5～8小時，即得到膠原纖維/氯化銀雜化材料。本發明不僅改善了膠原纖維吸水率高、易潮解、熱穩定性低、易變質、機械強度低等缺點，還大大提高了該材料抗菌的特性，拓寬了其在工業中的應用范圍；并且工藝簡單，反應在常溫常壓下進行，對設備要求不苛刻，適合大規模生產。
【IPC分類】D06M11/13, D06M101/14
【公開號】CN105386290
【申請號】CN201510944237
【發明人】周虎, 周杰, 余斌, 周智華, 李文奎, 陳昭明
【申請人】湖南科技大學
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月16日