一种载有纳米银粒子的go/sa/pva复合纳米纤维膜的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种载有纳米银粒子的GO/SA/PVA复合纳米纤维膜的制备方法，包括：将PVA和SA溶于去离子中，搅拌至溶解，得到SA/PVA混合液；将氧化石墨烯加入到去离子水中，超声，加入AgNO3，搅拌，得含有AgNO3的GO溶液；将SA/PVA混合液和含有AgNO3的GO溶液混合，进行静电纺丝，得到含银的GO/SA/PVA初生纤维膜，浸入CaCl2无水乙醇溶液中，得到含银的GO/SA/PVA复合纤维膜，150～160℃加热3～5min，即得。本发明的复合纤维膜可纺性较好，综合了氧化石墨烯、海藻酸钠、聚乙烯醇和纳米银四者的优异性能，具有生物相容性好、拉伸强度高、抗菌、防止纳米银突释等优异性能。
【专利说明】
一种载有纳米银粒子的GO/SA/PVA复合纳米纤维膜的制备方法
技术领域
[0001]本发明属于纳米复合材料的制备领域，特别涉及一种载有纳米银粒子的G0/SA/PVA复合纳米纤维膜的制备方法。
【背景技术】
[0002]聚乙烯醇(PVA)因具有良好的水溶性，生物相容性和无毒性被广泛应用于涂料、粘合剂、分散剂、纺织及生物材料等领域。较高分子量的聚乙烯醇溶于水之后有足够大的粘度，不同参数的聚乙烯醇具有不同的纺丝性能，因其在纺丝过程中，性质稳定，成纤维性能好，在过滤膜、伤口敷料以及人工血管和组织工程支架等领域具有许多潜在的用途。本实验中利用聚乙烯醇的高可纺性作为基体材料，弥补海藻酸钠可纺性差的缺陷，形成可纺体。
[0003]海藻酸钠是一种多聚糖，来源于海洋藻类，是由β-D-甘露糖醛酸(M)和α-L-古洛糖醛酸(G)2种单体组成的嵌段线性聚合物，不同于壳聚糖，它可以在水中迅速溶解。海藻酸钠具有许多优异的性能，例如:无毒性、亲水性、生物相容性、生物可降解性和价格低廉性等，因此被广泛应用于生物医药领域。由海藻纤维做成的敷料可以应用到对外伤的处理当中。海藻酸钠可以作为药物载体材料，同时，海藻酸钠可以作为一种稳定剂，防止一些无机体的聚集。
[0004]银是一种强的抗菌剂，被广泛应用于对革兰阴性菌和革兰阳性菌的杀灭。许多抗菌剂的性能会随着粒径的降低而提高。因此，将银抗菌剂做成纳米级(粒径在1-1OOnm)，其比表面积极大，可以有效地吸附微生物，表现出极高的超微粒子效应和表面效应，具有极高的杀菌活性，纳米级银抗菌剂的抗菌性远远超于传统的银杀菌剂。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种载有纳米银粒子的G0/SA/PVA复合纳米纤维膜的制备方法，该方法中采用静电纺丝，成功制备出了载有纳米银粒子的G0/SA/PVA复合纤维膜;所制备的材料用于抗菌、抑菌效果的研究，进一步制成医用敷料，促进外伤伤口的愈合。
[0006]本发明的一种载有纳米银粒子的G0/SA/PVA复合纳米纤维膜的制备方法，包括:
[0007](I)将聚乙烯醇PVA和海藻酸钠SA溶于去离子中，搅拌至溶解，得到SA/PVA混合液；其中，PVA和SA质量比为9:1;
[0008](2)将氧化石墨烯加入到少量的去离子水中，超声，然后加入AgNO3,搅拌均勾，得至IJ含有AgNO3的GO溶液;其中，GO与AgNO3的质量比为50: I ；
[0009](3)将步骤(I)中的SA/PVA混合液和步骤(2)中的含有AgNO3的GO溶液混合，进行静电纺丝，得到含银的G0/SA/PVA初生纤维膜;其中，PVA、SA、GO与AgNO3的质量比为900:100:50:1；
[0010](4)将步骤(3)中得到的初生纤维膜浸入CaCl2无水乙醇溶液的凝固浴中，纤维膜发生交联作用，得到生成不溶于水的含银的GO/SA/PVA复合纤维膜；
[0011](5)将步骤(4)中的含银的G0/SA/PVA复合纤维膜在放进管式炉中150?160°C加3?5min，将Ag+还原成纳米级的银粒子，得到载有纳米银粒子的GO/SA/PVA复合纳米纤维膜。
[0012]所述步骤(I)中搅拌的条件为:70°C搅拌5h。
[0013]所述步骤(I)中去离子水的体积为20mL;PVA和SA的总质量1.6g
[0014]所述步骤(2)中超声的时间为30min，搅拌的时间为Ih。
[0015]所述步骤(2)G0的质量是80mg，AgN03的质量是1.6mg。
[0016]所述步骤(3)中静电纺丝的条件为:电压为140kV，纺丝速度为0.3mL/h，接收距离为9.5cmο
[0017]所述步骤(4)中CaCl2无水乙醇溶液的质量分数为3%。
[0018]所述步骤(5)中管式炉的温度是155°C，加热时间3min。
[0019]所述步骤(5)中载有纳米银粒子的G0/SA/PVA复合纳米纤维膜用于抗菌、抑菌效果的研究，以及医用敷料的制备。
[0020]本发明中的海藻酸钠作为一种天然的药物载体材料，承载银纳米粒子，防止银粒子的聚集。静电纺丝后，在无水CaCl2乙醇溶液中交联，SA中的Na+与Ca2+发生离子交换，有促进伤口止血的作用。同时，由海藻纤维制备的敷料具备良好的吸水性，促进了人类细胞生长因子的产生，从而促进伤口的愈合。
[0021]本发明中应用的氧化石墨烯(GO)是由石墨化学氧化制得，含有多种含氧基团，比如:竣基、轻基、环氧基等，因此，GO表现出极强的水洛性。石墨稀、氧化石墨稀都具有超尚的比表面积、光学性能和磁性性能，可以应用到生物传感器、细胞影像和药物载体等领域。本发明中的氧化石墨烯作为一种药物载体，Ag+加热还原之前，GO上的-C00—与Ag+之间产生静电吸引，稳定银离子。同时，由于具备极高的比表面积，因此载在GO上的银极其稳定，不仅提高了载银量，而且做到银的缓释。
[0022]本发明中的纳米银作为抗菌剂，可以应用到对大肠杆菌和金黄色葡糖球菌的杀灭研究当中。
[0023]有益效果
[0024](I)本发明的载有纳米银粒子的G0/SA/PVA复合纤维膜弥补了其他纤维非生物相容性的缺陷，更重要的是，综合了氧化石墨烯、海藻酸钠、聚乙烯醇和纳米银四者的优异性能，不仅具有较高的拉伸强度，而且具有超高的抗菌性，可应用于医药、军事和纺织领域；
[0025](2)本发明的载有纳米银粒子的GO/SA/PVA复合纤维膜做成敷料后，可以用于伤口的包扎，由于高性能氧化石墨烯的加入，可以有效控制银的释放，延长药效；同时，此复合纤维具有良好的吸湿性能，使得伤口处于一种湿润环境下，从而促进伤口的愈合。
【附图说明】
[0026]图1为对比例I中的G0/SA/PVA( SA: PVA = 9:1)复合纤维膜的SEM图；
[0027]图2为实施例1中的载有纳米银离子的G0/SA/PVA复合纤维膜的SEM图。
【具体实施方式】
[0028]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，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，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。
[0029]实施例1
[0030](I)称取质量比为9:1的PVA和SA共1.6g，加入到20mL去离子水于水浴温度为70°C的磁力搅拌器上充分搅拌5h溶解，冷却至室温后，得SA/PVA纺丝溶液；
[0031 ] (2)将80mg氧化石墨稀加入到8mL的去离子水中，超声30min后，加入1.6mg的硝酸银，搅拌均匀制得含有AgNO3的GO溶液；
[0032](3)将上述制取的SA/PVA纺丝液和含有AgNO3的GO溶液混合均匀，得到含银的GO/SA/PVA纺丝液；
[0033](4)将得到的含银的GO/SA/PVA纺丝液进行静电纺丝，其中，含银的GO/SA/PVA纺丝液的体积是5mL，静电纺丝的电压是140kV，纺丝速度0.3mL/h，接收距离为9.5cm，纺得含银的G0/SA/PVA纤维膜；
[0034](5)将纺得的含银的G0/SA/PVA纤维膜浸在质量分数为3%的CaCl2无水乙醇溶液中纤维膜发生交联作用，制得不溶于水的G0/SA/PVA复合纤维膜。
[0035](6)将纺得的含银G0/SA/PVA纤维膜放进管式炉中，在155°C下加热3min。最终制得载有纳米银粒子的G0/SA/PVA复合纤维膜。经过元素分析(美国Leeman Prodigy型电感親合等离子体原子发射仪)所纺得的载有纳米银粒子的G0/SA/PVA纤维膜中银的含量为0.60mg/gdEM表征如附图2所示，所纺的复合纤维膜表面均匀分布着银粒子;赋予复合纤维膜抗菌、抑菌性能。
[0036]对比例I
[0037](I)称取质量比为9:1的PVA和SA共1.6g，加入到20mL去离子水于水浴温度为70°C的磁力搅拌器上充分搅拌5h溶解，冷却至室温后，得SA/PVA纺丝溶液；
[0038](2)将80mg氧化石墨稀加入到8mL的去离子水中，超声30min后，搅拌均勾，制得GO溶液；
[0039](3)将上述制取的SA/PVA纺丝液和GO溶液混合均匀，得到G0/SA/PVA纺丝液；
[0040](4)将得到的G0/SA/PVA纺丝液进行静电纺丝，其中G0/SA/PVA纺丝液的体积是5mL，静电纺丝的电压是140kV，纺丝速度0.3mL/h，接收距离为9.5cm，纺得G0/SA/PVA纤维膜；
[0041 ] (5)将纺得的SA/G0/PVA纤维膜浸在质量分数为3%的CaCl2无水乙醇溶液中纤维膜发生交联作用，制得不溶于水的G0/SA/PVA复合纤维膜。
[0042] (6)对G0/SA/PVA复合纤维膜的SEM( x5000)表征如附图1所示，所纺纤维表面光滑，PVA质量比的提高，解决了 SA可纺性差的问题。
【主权项】
1.一种载有纳米银粒子的GO/SA/PVA复合纳米纤维膜的制备方法，包括: (1)将聚乙烯醇PVA和海藻酸钠SA溶于去离子中，搅拌至溶解，得到SA/PVA混合液；其中，PVA和SA质量比为9:1; (2)将氧化石墨烯加入到去离子水中，超声，然后加入AgNO3,搅拌，得到含有AgNO3的GO溶液;其中，G0与AgNO3的质量比为50:1; (3)将步骤(I)中的SA/PVA混合液和步骤(2)中的含有AgNO3的GO溶液混合，进行静电纺丝，得到含银的G0/SA/PVA初生纤维膜;其中，PVA、SA、G0与AgNO3的质量比为900:100:50:1 ； (4)将步骤(3)中得到的初生纤维膜浸入CaCl2无水乙醇溶液中，得到含银的G0/SA/PVA复合纤维膜； (5)将步骤(4)中的含银的G0/SA/PVA复合纤维膜在150?160°C加热3?5min，得到载有纳米银粒子的G0/SA/PVA复合纳米纤维膜。2.根据权利要求1所述的一种载有纳米银粒子的G0/SA/PVA复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中搅拌的条件为:70 0C搅拌5h。3.根据权利要求1所述的一种载有纳米银粒子的G0/SA/PVA复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中超声的时间为30min，搅拌的时间为Ih。4.根据权利要求1所述的一种载有纳米银粒子的G0/SA/PVA复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中静电纺丝的条件为:电压为140kV，纺丝速度为0.3mL/h，接收距离为9.5cm ο5.根据权利要求1所述的一种载有纳米银粒子的G0/SA/PVA复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中CaCl2无水乙醇溶液的质量分数为3%。6.根据权利要求1所述的一种载有纳米银粒子的G0/SA/PVA复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中载有纳米银粒子的G0/SA/PVA复合纳米纤维膜用于抗菌、抑菌效果的研究，以及医用敷料的制备。
【文档编号】D01F8/18GK106048892SQ201610555405
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月15日
【发明人】朱利民, 王海军, 吴焕岭, 成强
【申请人】东华大学