一种湿度响应抗菌膜及其制备方法和应用

本发明涉及功能膜材料，尤其涉及一种湿度响应抗菌膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、金属有机框架材料(metal-organic frameworks，mofs)是由多齿有机配体和金属离子或金属簇形成的多孔配位材料，是通过金属离子中心与有机配体的配位键或共价键连接形成的具有无限网络结构的材料，它具有比表面积大、可调功能及高孔隙率等优点，是一种快速发展的新型多孔材料，具有广阔的应用前景。

2、环糊精是天然存在的环状寡糖，是在淀粉的酶促降解过程中由环糊精糖基转移酶产生的。环糊精通常含有6～12个d-吡喃葡萄糖单元，其中具有重要实际意义的是含有6个、7个以及8个葡萄糖单元的分子，分别称为α环糊精、β环糊精以及γ环糊精。环糊精具有呈圆锥形的中空圆筒立体环状结构，在其结构中，外侧上端由c2和c3的仲羟基构成，因而具有较好的亲水性。

3、环糊精金属有机骨框架材料是通过有机配位的方式使环糊精以及碱金属离子形成的一种新的金属有机框架材料，这种材料相对于传统的金属有机框架材料，具有良好的水溶性和无毒性，并具有多孔、比表面积大等特点，其立方体中心含直径约为1.7nm的球状空腔，且其孔道直径约为0.78nm(具体以γ环糊精制备的环糊精金属有机框架为例)，其优越的孔腔结构可以作为递送材料使用。进一步拓展环糊精金属有机骨框架材料的用途成为目前研究的热点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种湿度响应抗菌膜及其制备方法和应用。本发明利用负载超细纳米金颗粒的环糊精金属有机框架材料与聚二甲基硅氧烷形成湿度响应抗菌膜，具有优异的湿度响应性能以及抗菌性能。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种湿度响应抗菌膜，包括聚二甲基硅氧烷膜以及嵌入所述聚二甲基硅氧烷膜中的超细纳米金复合物，所述超细纳米金复合物包括环糊精金属有机框架材料以及负载于所述环糊精金属有机框架材料上的超细纳米金颗粒。

4、优选地，所述湿度响应抗菌膜的厚度为0.45～0.90mm。

5、优选地，所述湿度响应抗菌膜中超细纳米金复合物的质量含量≤3.65％。

6、优选地，所述超细纳米金颗粒的粒径为1～3nm，所述超细纳米金复合物中超细纳米金颗粒的负载率为0.18～2.33wt％。

7、本发明提供了上述技术方案所述湿度响应抗菌膜的制备方法，包括以下步骤：

8、提供聚二甲基硅氧烷膜的制备原料，所述聚二甲基硅氧烷膜的制备原料包括有机硅弹性体基材预聚物与有机硅弹性体基材固化剂；

9、将所述有机硅弹性体基材预聚物与有机硅弹性体基材固化剂混合进行成膜预固化处理，得到预固化膜；

10、将超细纳米金复合物置于所述预固化膜的表面进行复合固化处理，得到所述湿度响应抗菌膜。

11、优选地，所述成膜预固化处理包括：

12、将有机硅弹性体基材预聚物、有机硅弹性体基材固化剂与第一有机溶剂混合，得到混合液；

13、去除所述混合液中溶剂以形成预制膜，之后经预固化，得到所述预固化膜。

14、优选地，去除所述混合液中溶剂以形成预制膜的条件包括：温度为室温20～30℃，时间为3～6h；所述预固化的温度为70～80℃，时间为10～20min。

15、优选地，所述复合固化处理包括：

16、将超细纳米金复合物分散于第二有机溶剂中，得到分散液；

17、将所述分散液置于所述预固化膜的表面，去除所述分散液中溶剂后进行固化，得到所述湿度响应抗菌膜。

18、优选地，所述固化的温度为65～85℃，时间为3～5h。

19、本发明提供了上述技术方案所述湿度响应抗菌膜或上述技术方案所述制备方法制备得到的湿度响应抗菌膜在抗菌包装中的应用。

20、本发明提供了一种湿度响应抗菌膜，包括聚二甲基硅氧烷(pdms)膜以及嵌入所述聚二甲基硅氧烷膜中的超细纳米金复合物，所述超细纳米金复合物包括环糊精金属有机框架材料(cd-mof)以及负载于所述环糊精金属有机框架材料上的超细纳米金颗粒。本发明提供的湿度响应抗菌膜中超细纳米金复合物为负载超细纳米金颗粒的环糊精金属有机框架材料(au@cd-mof)，本发明采用cd-mof作为模板限制超细纳米金颗粒的粒径，使其具有良好的抑菌能力；采用疏水的pdms作为基质膜，亲水的cd-mof作为限制模板，所得湿度响应抗菌膜在湿度较小条件下，可以利用疏水的pdms基质膜保护亲水的cd-mof结构不被破坏，即不释放出超细纳米金颗粒，而在湿度较大条件下遇水释放超细纳米金颗粒抗菌，具有良好的湿度响应性能以及抗菌性能。此外，本发明提供的湿度响应抗菌膜具有良好机械性能。

技术特征：

1.一种湿度响应抗菌膜，包括聚二甲基硅氧烷膜以及嵌入所述聚二甲基硅氧烷膜中的超细纳米金复合物，所述超细纳米金复合物包括环糊精金属有机框架材料以及负载于所述环糊精金属有机框架材料上的超细纳米金颗粒。

2.根据权利要求1所述的湿度响应抗菌膜，其特征在于，所述湿度响应抗菌膜的厚度为0.45～0.90mm。

3.根据权利要求1或2所述的湿度响应抗菌膜，其特征在于，所述湿度响应抗菌膜中超细纳米金复合物的质量含量≤3.65％。

4.根据权利要求1所述的湿度响应抗菌膜，其特征在于，所述超细纳米金颗粒的粒径为1～3nm，所述超细纳米金复合物中超细纳米金颗粒的负载率为0.18～2.33wt％。

5.权利要求1～4任一项所述湿度响应抗菌膜的制备方法，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述成膜预固化处理包括：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，去除所述混合液中溶剂以形成预制膜的条件包括：温度为20～30℃，时间为3～6h；所述预固化的温度为70～80℃，时间为10～20min。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述复合固化处理包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述固化的温度为65～85℃，时间为3～5h。

10.权利要求1～4任一项所述湿度响应抗菌膜或权利要求5～9任一项所述制备方法制备得到的湿度响应抗菌膜在抗菌包装中的应用。

技术总结
本发明提供了一种湿度响应抗菌膜及其制备方法和应用，属于功能膜材料技术领域。本发明提供的湿度响应抗菌膜，包括聚二甲基硅氧烷膜以及嵌入所述聚二甲基硅氧烷膜中的超细纳米金复合物，所述超细纳米金复合物包括环糊精金属有机框架材料以及负载于所述环糊精金属有机框架材料上的超细纳米金颗粒。本发明利用负载超细纳米金颗粒的环糊精金属有机框架材料与聚二甲基硅氧烷形成湿度响应抗菌膜，具有优异的湿度响应性能以及抗菌性能。此外，本发明提供的湿度响应抗菌膜具有良好机械性能。

技术研发人员：沈默斐,郭美美,冯劲松,陈秀琴,丁甜
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17