专利名称：稀土壳糖胺抗菌膜的制作方法
稀土壳糖胺(Rare-earth and Chitosan chelate compound，简写RCC)抗菌膜，是用化学方法获得的一种具有抑菌消毒作用的过滤膜，本发明属于精细化工或涂膜有机高分子材料技术领域，也属于生物医学工程技术领域。
以壳糖胺(CS)负载稀土所制得的RCC膜不含苯核与有机杂环，其模拟酶的“螯合”结构型式具有抑菌消毒的特殊性能，是因所选用的La3+、Ce4+、pr3+、Nd3+等稀土离子与天然氨基多糖之间的显著协合作用而能有效杀灭葡萄球菌、大肠杆菌、小肠结炎耶尔森氏菌、鼠伤寒沙门氏菌和李斯特单杆增生菌这5种常见食品饮料中毒菌以及藻毒。虽然有用CS粘结天然或再生纤维素纤维制成生物降解膜或滤层(NishiyamaMasashi,Hosokawa Jun et al..JP04 45,814,JP04 59,830,1992)，或用甲壳质盐酸盐制成抗菌纤维材料(A Kawade and K Kibune,JP02,307,915,21Dec1990)的报导，但迄今尚未见有RCC膜及其用作杀菌消毒滤过膜的报导。
本发明的目的是优选3种RCC成膜液或上胶液配方，然后采用浇涛成膜(自干或烘干)或将用上胶液处理过的线纱编织成膜，即制得稀土壳糖胺抗菌膜。
为实现本发明的目的所采用的技术措施如下本发明是将符合如下质量标准的甲壳素灰份＜2％，水份＜10％，蛋白质＜2％，粉碎至3.175～12.7mm(100目至20目)，在110℃的46％NaOH溶液中，快速搅拌反应1.5～3h以脱去乙酰基，得到脱酰度72％～85％，粘度90～200mPa·S，水份＜10％，灰份＜1％的CS。
取以上CS，按如下配方(g/L)配制成RCC成膜液或上胶液
配方1先用2％HNO315～80ml将CS粉溶成pH2～4，含量10～40g/L的胶状液；加入1～3g/L Ce(NO3)3后搅均，再与5～15g/L十二烷基硫酸钠(SDS)液混合并慢速搅均；在60～70℃水浴中搅拌反应15～60min，如析出絮状物可滴加2％HNO3使之溶解，溶液pH3～5；接着滴加4.5％NaHCO3溶液使整体溶液pH升至5.5～6.4，最后滴加5～10g/L丙二醇，再在50～70℃水浴中搅拌反应15～60min后，用φ3.85～2.54mm(80目至120目)不锈钢网或尼龙布过滤，即得RCC成膜液。显然，该成膜液实际上是由CS硝酸盐聚阳离子与SDS络阴离子通过静电中和作用所形成的一种高分子聚集体，Ce(Ⅲ或Ⅳ)则可能与结构中的-OH,-NH2或-COOH配位，成为聚电解质络合物。
配方2配制步骤同配方1，只是以水溶性低分子量聚丙烯酸(PAA)作为聚阴离子与CS盐发生聚电解质反应。PAA是300g/L丙烯酸单体+60g/L H2O2+80g/L异丙醇，其余H2O，在90～95℃温度下反应2～3h后，于85℃温度下蒸去异丙醇，所得粘胶状几乎无色的PAA产物，用粘度法测得这一工艺条件下的聚合产物的分子量约为3.2×104。
配方3中的羧甲基纤维素(CMC)，是用α-纤维素含量高的原料并添加三氯乙酸(TCA)所制备的高粘度聚阴离子纤维素，其耐热、耐盐、耐蚀，降失水量及溶液屈服值等综合使用性能远比市售CMC优势。这种高粘高性能CMC易使纤维表面附着一层涂膜，故可作为纺织上浆剂或线纱成膜液。因La2O3溶于TCA成三氯醋酸镧络合物，同时也就方便地将La系稀土引入成膜液中。
下面结合实例对本发明作进一步说明。
实例一，按配方1或配方2配制成膜液，浇铸成膜将成膜液注入一个300×300×30mm的水平浅玻璃槽中，随之放置在一箱室中，向该箱室不断通入经尼龙网滤除了灰份的加压气流。经约24～72h膜变干后，在膜上浇灌蒸馏水将膜洗至中性即除尽无机盐份，然后将湿膜置于0.25mm厚的热塑性赛璐珞明胶板上，一个240×240mm方形Al框固放在膜的四边，用手动压气机干燥膜，当用手触摸膜感到不粘时，从外侧拆开Al框，移走赛璐珞，即得30～70μm厚清洁、柔软的RCC膜。
实例二，按配方3配制上胶液，编织成膜仿照纺织工业在编织工序前所常常使用的纺织上浆剂使线或纱上胶，即把线或纱通过含有配方3上胶液的水浴，使线纱纤维外面附着一层涂膜，从而获得具有良好平滑性、柔软性和伸长率的线纱。涂膜干燥后，就可编或织成不同孔隙的RCC膜。显然这种以线纱为载体的RCC膜，既有较好的抗拉强度，又有良好的滤过杀菌消毒性能，以其装配的净水器其特点如下1．利用天然与再生资源制得的RCC膜是与环境友好的绿色化学制品，因CS又称动物纤维素，CMC则从棉花制得，故RCC膜实际上为一种动植物纤维素复合膜；2．RCC膜阻力小，流通量大，无需外加动力，装置体积小，过滤速度快；3．RCC膜对各种病毒的滤阻率达99％以上，并保留源水对人体有益的矿物质和微量元素，从而将管道水一次性过滤成无菌无热源自饮水。
权利要求
1．一种以稀土壳糖胺(RCC)为原料，在一定工艺条件下与络阴离子进行聚电解质反应，所得到的RCC成膜液或上胶液，按如下配方(g/L)配制
2．根据权利要求1所述的RCC膜，其特征在于，采用如下质量标准的壳聚糖胺(CS)将粉状甲壳质在110℃的46％NaOH溶液中，快速搅拌反应1.5～3h以脱去乙酰基，得到脱酰度72％～85％，粘度90～200mPa·S，水份＜10％，灰份＜1％的CS；
3．根据权利要求1所述的RCC膜，其特征在于，按配方1或配方2配制的成膜液浇铸成膜，或自干成RCC柔软膜，或烘干成RCC平整光滑膜；
4．根据权利要求1所述的RCC膜，其特征在于，按配方3配制的上胶液处理线纱后编织成膜，即线纱负载RCC的动植物纤维素复合功能膜。
全文摘要
本发明公开了稀土壳糖胺(RCC)抗菌膜配方,它属于精细化工或涂膜有机高分子材料技术领域,也属于生物医学工程技术领域。本发明是以符合特定质量标准的壳糖胺为原料,在一定工艺条件下与SDS,PAA或CMC等络阴离子进行聚电解质反应,所得聚电解质络合物,经浇铸后自干或烘干得到RCC柔性膜或平整光滑膜,或经编织得到线纱负载RCC的动植物纤维素复合功能膜。RCC膜是与环境友好的绿色化学制品,阻力小,流通量大,过滤速度快,对各种病毒的滤阻率接近100%,能将管道水一次性过滤成无菌无热源自饮水。
文档编号B01D71/08GK1287020SQ9911663
公开日2001年3月14日 申请日期1999年9月3日 优先权日1999年9月3日
发明者陶映初, 陶勇, 陶华, 陶寿臣 申请人:深圳市希科安实业有限公司