专利名称：一种含纳米银的明胶纳米纤维膜及其制备和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及纳米纤维膜，具体涉及一种含纳米银的明胶纳米纤维膜及其制备方法和应用。
背景技术：
目前纳米纤维的制造已成为世人瞩目的焦点之一。纳米纤维具有较小的直径和较大的 比表面积，因此使纳米纤维具有广泛的用途。利用纳米纤维制成的无纺布具有高透气性的 特征，再加上纳米纤维具有大的表面积，常用来制成医用敷料以促进伤口复原。纳米纤维 膜具有高孔隙率，有利于伤口渗出液的蒸发，避免创面积；且氧气容易透过，有利于创面 组织细胞呼吸、上皮组织的生长和再生，加快伤口的愈合。另外，纳米纤维还可用来制作 高效率的过滤材料、防护服等。
银具有广谱抗菌的效果，是一种天然抗菌材料，使用也比较安全，因此具有广泛的使 用范围。目前以纳米技术的方式制成或形成纳米级银细微颗粒，可以使银的活性变大，抗 菌效果增强。将纳米银附着在纤维上可以成为抗菌纤维和抗菌面料。将纳米银复合到医用 敷料中制成抗菌敷料，具有杀菌、抗炎、促进伤口愈合等诸多功效。在纳米纤维上附着纳 米银，通常采用浸渍和涂布的方式，使纳米银附着于纳米纤维上而形成纳米银纤维。这些 以浸渍或涂布的方法很难得到直径小至几个纳米的银颗粒，而且银颗粒在纤维表面上的分 布难以达到非常均匀，同时还会使纳米银的使用量增大。采用静电纺丝的方法可以在纳米 纤维中掺入纳米银，增强抗菌效果。
在专利CN 1851087A中涉及到用静电纺丝法制备含纳米银的纤维网，其方法是将纳米 银颗粒均匀混合在聚丙烯溶液中形成纺丝液，再进行静电纺丝将纳米银颗粒掺入纤维中。 这种方法制得的含纳米银纤维存在两个方面的缺点 一是纳米银颗粒的直径较大，为100 500纳米；二是纳米银粉体在聚合物溶液的混合过程中容易发生团聚，难以分散均匀。
本发明是将纳米银的前驱体——硝酸银加入到明胶溶液中制成均匀的纺丝液，通过静 电纺丝将银离子混入纤维中，然后通过光照还原的方法将纤维中的银离子还原成纳米银颗 粒。这样纳米银颗粒直径可很小，低至几个纳米，而且纳米银颗粒可均匀地分布在纤维膜
中，可利用纳米银的抗菌效果制成人工皮肤、医用敷料、止血材料、卫生棉等产品。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一是克服现有技术中纳米颗粒较大，纳米银粉体难以分散
均匀的缺陷，提供了一种纳米银颗粒直径很小，纳米银颗粒可均匀地分布在纤维膜中的含 纳米银的明胶纳米纤维膜。本发明提供的含纳米银的明胶纳米纤维膜包括明胶纳米纤维和 均匀地分布在明胶纳米纤维的纳米银，利用明胶这种天然高分子材料，通过静电纺丝的方 法在纳米纤维中嵌入纳米银或使纳米银附着在纤维表面上，明胶纳米纤维直径为60 200 纳米，纳米银颗粒平均直径4~50 nm。
本发明所要解决的另一技术问题是提供了一种含纳米银的明胶纳米纤维膜的制备方 法，本制备方法采用静电纺丝方法，包括下列步骤
(1) 制备明胶溶液将明胶溶于甲酸中，磁力搅拌至完全溶解，呈透明的、亮黄色液体，
即明胶一甲酸溶液；
(2) 制备明胶一硝酸银溶液在(1)制备的明胶一甲酸溶液中加入硝酸银粉末，继续搅 拌1小时，至硝酸银完全溶解；
(3) 将(2)中制备的明胶一硝酸银溶液移入塑料针管中进行静电纺丝，静电纺丝工艺条 件为静电压为14~32千伏，接受距离为6 24厘米，纺丝速率为0.4毫升/小时，喷丝 孔内径0.7毫米，纺丝在室温下进行；
(4) 将静电纺丝制得的纳米纤维膜用紫外光照射进行光还原，使纤维中的银离子变成纳
米银颗粒，其中纳米银颗粒大部分分布在纤维的表面；
步骤(1)中的甲酸质量浓度为70% 90%;所得明胶一甲酸溶液浓度为14% 22%
(克/毫升)；
步骤(2)中所加入硝酸银粉末浓度为0.3% 6%。
本发明所采用的静电纺丝方法制备的纳米银纤维膜可使纳米银与纳米纤维一次成形， 让纳米银颗粒附着在明胶的纳米纤维表面或嵌入纤维中而形成纳米银纤维膜，可以有效地 减少纳米银的脱落和团聚现象，避免了直接加入纳米银粉体，而且可减少制作纳米银纤维 的银添加量，使形成的纳米银在纤维膜中更均匀地分布。
利用纳米银的抗菌效果，本发明的含纳米银的明胶纳米纤维膜可应用于制成人工皮 肤、医用敷料、止血材料、卫生棉等产品。
图1实施例1所制得的纳米纤维膜材料的扫描电镜图； 图2实施例2所制得的纳米纤维膜材料的扫描电镜图3实施例l所制得的纳米纤维膜材料的透射电镜图； 图4实施例2所制得的纳米纤维膜材料的透射电镜图。
具体实施例方式
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。
实施例1
准确称取1.5克医用级明胶溶于10亳升甲酸浓溶液中，甲酸浓度为88%，密封后常 温下磁力搅拌，待明胶完全溶解后加入0.0075克的硝酸银粉末，密封后继续在常温下磁力 搅拌，待硝酸银完全溶解后形成亮黄色壤明液体，静置15分钟后将纺丝液转移至塑料注 射器中，电压为22kV，注射泵推进速度为0.4ml/h，采用铝箔接收，接收距离为14cm，喷 丝孔直径为0.7 mm，在铝箔上得到静电纺明胶/银纳米纤维膜，40 'C下真空干燥24 h，置 于紫外灯下照射3 h,得到含纳米银的明胶纳米纤维膜。得到的纤维平均直径为105 nm， 银颗粒的平均直径为11 nm。
实施例2
准确称取1.5克医用级明胶溶于IO毫升甲酸浓溶液中，甲酸浓度为88%，密封后常 温下磁力搅拌，待明胶完全溶解后加入0.0150克的硝酸银粉末，密封后继续在常温下磁力 搅拌，待硝酸银完全溶解后形成亮黄色透明液体，静置15分钟后将纺丝液转移至塑料注 射器中，电压为22kV，注射泵推进速度为0.4ml/h，采用铝箔接收，接收距离为14cm，喷 丝孔直径为0.7mm,在铝箔上得到静电纺明胶/银纳米纤维膜，4(TC下真空干燥24h,置 于紫外灯下照射3 h,得到含纳米银的明胶纳米纤维膜。得到的纤维平均直径为126 nm， 银颗粒的平均直径为13 nm。
实施例3
准确称取1.5克医用级明胶溶于10毫升甲酸浓溶液中，甲酸浓度为88%，密封后常 温下磁力搅拌，待明胶完全溶解后加入0.0300克的硝酸银粉末，密封后继续在常温下磁力 搅拌，待硝酸银完全溶解后形成亮黄色透明液体，静置15分钟后将纺丝液转移至塑料注 射器中，电压为22kV，注射泵推进速度为0.4ml/h，采用铝箔接收，接收距离为14cm，喷
丝孔直径为0.7mm，在铝箔上得到静电纺明胶/银纳米纤维膜，40。C下真空干燥24h,置 于紫外灯下照射3 h，得到含纳米银的明胶纳米纤维膜。得到的纤维平均直径为165 nm, 银颗粒的平均直径为17 nm。
实施例4
准确称取1.5克医用级明胶溶于10毫升甲酸浓溶液中，甲酸浓度为88%,密封后常 温下磁力搅拌，待明胶完全溶解后加入0.0450克的硝酸银粉末，密封后继续在常温下磁力 搅拌，待硝酸银完全溶解后形成亮黄色透明液体，静置15分钟后将纺丝液转移至塑料注 射器中，电压为22kV，注射泵推进速度为0.4ml/h，采用铝箔接收，接收距离为14cm，喷 丝孔直径为0.7mm，在铝箔上得到静电纺明胶/银纳米纤维膜，4(TC下真空干燥24h，置 于紫外灯下照射3 h,得到含纳米银的明胶纳米纤维膜。得到的纤维平均直径为189 nm， 银颗粒的平均直径为23 nm。
权利要求
1.一种含纳米银的明胶纳米纤维膜，包括明胶纳米纤维和均匀地分布在明胶纳米纤维的纳米银，纳米银颗粒附着在明胶的纳米纤维表面或嵌入纤维中，明胶纳米纤维平均直径为60～200nm，纳米银颗粒平均直径为4～50nm。
2. 如权利要求1所述的一种含纳米银的明胶纳米纤维膜，其特征在于明胶纳米纤维平 均直径为105、 126、 165或189nm，纳米银颗粒平均直径为11、 13 、 17或23nm。
3. —种含纳米银的明胶纳米纤维膜的制备方法，其特征在于采用静电纺丝方法，包括下 列步骤(1) 制备明胶溶液将明胶溶于甲酸中，磁力搅拌至完全溶解，呈透明的、亮黄色液体， 即明胶一甲酸溶液；(2) 制备明胶一硝酸银溶液在(1)制备的明胶一甲酸溶液中加入硝酸银粉末，继续搅 拌1小时，至硝酸银完全溶解；(3) 将(2)中制备的明胶一硝酸银溶液移入塑料针管中进行静电纺丝；(4) 将静电纺丝制得的纳米纤维膜用紫外光照射进行光还原，使纤维中的银离子变成纳米银颗粒。
4. 如权利要求3所述的一种含纳米银的明胶纳米纤维膜的制备方法，其特征在于步骤(1)中的甲酸质量浓度为70% 90%。
5. 如权利要求7所述的一种含纳米银的明胶纳米纤维膜的制备方法，其特征在于甲酸 质量浓度为88%。
6. 如权利要求6所述的一种含纳米银的明胶纳米纤维膜的制备方法，其特征在于步骤(1) 中所得明胶一甲酸溶液浓度为14% 22% (克/毫升)。
7. 如权利要求6所述的一种含纳米银的明胶纳米纤维膜的制备方法，其特征在于步骤(2) 中所加入硝酸银粉末浓度为0.3% 6%。
8. 如权利要求6所述的一种含纳米银的明胶纳米纤维膜的制备方法，其特征在于步骤(3) 中静电纺丝工艺条件为静电压为14-32千伏，接受距离为6 24厘米，纺丝速率 为0.4毫升/小时，喷丝孔内径0.7毫米，纺丝在室温下进行。
9. 一种含纳米银的明胶纳米纤维膜应用于制成人工皮肤、医用敷料、止血材料、卫生棉。
全文摘要
本发明涉及一种含纳米银的明胶纳米纤维膜，包括明胶纳米纤维和均匀地分布在明胶纳米纤维的纳米银，纳米银颗粒附着在明胶的纳米纤维表面或嵌入纤维中，明胶纳米纤维平均直径为60～200nm，纳米银颗粒平均直径为4～50nm。其制备方法采用静电纺丝法在明胶—甲酸溶液中加入硝酸银制成纺丝液，通过静电纺丝得到含银离子的纳米纤维膜，然后采用紫外光照射的方法，将纤维中的银离子还原成纳米银颗粒。含纳米银的明胶纳米纤维膜可应用于制成人工皮肤、医用敷料、止血材料、卫生棉等产品。
文档编号A61L27/00GK101096424SQ20071004282
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月27日 优先权日2007年6月27日
发明者周美华, 徐雄立 申请人:东华大学