本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種粘土基納米銀復(fù)合水凝膠及其制備方法。粘土基納米銀復(fù)合水凝膠的制備方法包括下述步驟：（a）制備包含無(wú)機(jī)粘土和水的第一分散體；（b）將單體與第一分散體混合，從而形成第二分散體，所述單體是丙烯酰胺類(lèi)單體和丙烯酸酯類(lèi)單體中的至少一種；（c）將AgNO3水溶液與第二分散體混合，從而形成第三分散體；以及（d）使第三分散體中的所述單體發(fā)生原位自由基聚合，同時(shí)第三分散體中的所述單體在無(wú)機(jī)粘土的催化作用下將第三分散體中的Ag+還原成納米Ag粒子，從而形成粘土基納米銀復(fù)合水凝膠。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及納米復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種抗菌性。
技術(shù)介紹
聚合物水凝膠是一種具有三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)且含有大量水的親水性高分子功能材料。由于其含有大量的水，具有優(yōu)異的生物相容性，因此聚合物水凝膠在生物醫(yī)學(xué)材料和工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用前景。然而，傳統(tǒng)化學(xué)交聯(lián)的水凝膠的機(jī)械強(qiáng)度不高，表現(xiàn)為凝膠很脆，強(qiáng)度很低，難以滿(mǎn)足某些應(yīng)用中的應(yīng)力和形變的要求。這限制了水凝膠在許多方面的應(yīng)用。 近年來(lái)含金屬納米材料的高分子聚合水凝膠材料的研究得到廣泛關(guān)注。將納米金屬材料均勻的分散在聚合物基體中在光學(xué)、電學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都有重大意義。納米銀是以納米技術(shù)為基礎(chǔ)研制的新型抗菌材料。隨著科學(xué)醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展，納米銀很快被廣泛應(yīng)用在醫(yī)療產(chǎn)品中用于抗菌治療，如納米抗菌輔料、納米銀眼藥、納米銀織物、納米銀導(dǎo)尿管、納米銀骨水泥、含納米銀的心臟瓣膜等。納米銀材料由于其表面積大，粒徑小，容易跟病原微生物發(fā)生密切接觸，因此是優(yōu)良的抗菌劑，極少量的納米銀就可以產(chǎn)生強(qiáng)力的殺菌作用。而且，納米銀具有比同類(lèi)常規(guī)無(wú)機(jī)抗菌材料更強(qiáng)的抗菌活性，這是因?yàn)榧{米銀微溶于水后能釋放出濃度為70ppm的Ag+和Ag°，而其他形式的銀(如硝酸銀和磺胺嘧啶銀)只能釋放出Ag+，Ag。的滅菌活性比Ag+更持久。銀離子在抗菌上的應(yīng)用已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史，醫(yī)用創(chuàng)面材料自上世紀(jì)六十年代以來(lái)在創(chuàng)面處理領(lǐng)域的研究探討取得了三次里程碑式的重大進(jìn)展。第一次重大進(jìn)展是在1962年，英國(guó)學(xué)者Winter博士對(duì)豬創(chuàng)面模型進(jìn)行研究并首次發(fā)現(xiàn)覆蓋有塑料薄膜的傷口上皮形成速度比暴露的傷口快；1963年，Hinman和Maibach證實(shí)人體濕潤(rùn)傷口較干燥的傷口愈合快；1972年，Roveeti提出了 “濕性創(chuàng)面愈合”理論濕性創(chuàng)面環(huán)境能夠加快上皮細(xì)胞增生移行的速度，從而促進(jìn)創(chuàng)面愈合。“濕性創(chuàng)面愈合”理論促使在上世紀(jì)七十年代以來(lái)開(kāi)發(fā)出了一系列新型的敷料，包括水膠體敷料、水凝膠敷料等。這些敷料可對(duì)創(chuàng)面滲出液進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)，即可以吸除創(chuàng)面過(guò)多滲出液，但卻不會(huì)使創(chuàng)面過(guò)于干燥、脫水，有效減少“創(chuàng)面泡軟”、“浸潰”情況發(fā)生。將銀離子復(fù)合到水凝膠敷料中，在這方面世界各大醫(yī)藥公司也推出了一系列產(chǎn)品。而納米銀水凝膠敷料能在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)釋放出低濃度的納米銀或銀離子，其使用價(jià)值更高。這也引發(fā)納米銀復(fù)合水凝膠的研究熱潮。制備含納米Ag復(fù)合的水凝膠材料目前主要分兩個(gè)步驟1)制備高分子水凝膠材料基體；2)再將Ag NPs (Ag納米粒子)復(fù)合到水凝膠體系中。Y. Murali Mohan (Polymer, 2007, 48:158-164)報(bào)道了單分散性納米銀復(fù)合水凝膠的合成先制備N(xiāo)-異丙基丙烯酰胺/丙烯酸鈉混合的水凝膠基體，將水凝膠在AgNO3溶液中溶脹I天，再轉(zhuǎn)移至NaBH4溶液中還原一定時(shí)間得到穩(wěn)定性及分布都較好的納米Ag復(fù)合水凝膠。Varsha Thomas (J. Appl. Polym. Sci.，2009，111 :934 - 944)采用“溶脹-收縮”(BI-BO)法制備丙烯酰胺納米Ag復(fù)合水凝膠，實(shí)驗(yàn)證明“溶脹-收縮”的次數(shù)越多獲得的凝膠顏色越深，Ag納米粒子濃度越大。魏清渤(延安大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，30:53-57)以N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(N，N-MBA)為交聯(lián)劑，過(guò)硫酸鉀(KPS)為引發(fā)劑，合成了聚丙烯酰胺(AAm)-羧甲基纖維素鈉鹽(CMC)半互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠，并以聚乙二醇作還原劑吸附還原AgNO3溶液制備了含納米Ag的半互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠。Ihor Tarnavchyk(MacromoI.Rapid Commun. , 2009, 30:1564 - 1569)制備了聚N-羥甲基丙烯酰胺水凝膠，還原劑吸附Ag NO3得到納米銀復(fù)合水凝膠。兩步法制備的納米復(fù)合水凝膠材料都存在銀鹽吸附由內(nèi)到外的分布不勻且步驟比較繁瑣的問(wèn)題。Mustafa Uygun (Macromol. Chem. Phys.，2009，210:1867 - 1875)雖然以紫外光誘導(dǎo)自由基聚合同時(shí)還原AgNO3, —步制得含納米銀的傳統(tǒng)化學(xué)交聯(lián)的AAm/BAAm水凝膠，但機(jī)械強(qiáng)度不高，凝膠很脆強(qiáng)度很低，難以滿(mǎn)足某些應(yīng)用中的高應(yīng)力和大形變的要求，還需要添加光引發(fā)劑、還原劑等化學(xué)試劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題中的至少一個(gè)，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的制備粘土基納米銀復(fù)合水凝膠的方法包括下述步驟Ca)制備包含無(wú)機(jī)粘土和水的第一分散體；(b)將單體與第一分散體混合，從而形成第二分散體，所述單體是丙烯酰胺類(lèi)單體和丙烯酸酯類(lèi)單體中的至少一種；(c)將AgNO3水溶液與第二分散體混合，從而形成第三分散體；以及(d)使第三分散體中的所述單體發(fā)生原位自由基聚合，同時(shí)第三分散體中的所述單體在無(wú)機(jī)粘土的催化作用下將第三分散體中的Ag+還原成納米Ag粒子，從而形成粘土基納米銀復(fù)合水凝膠。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一方面，所述無(wú)機(jī)粘土是鈉基膨潤(rùn)土、鈣基膨潤(rùn)土、蒙脫土、鋰皂土中的至少一種。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一方面，所述丙烯酰胺類(lèi)單體是丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、N, N- 二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺中的至少一種。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一方面，所述丙烯酸酯類(lèi)單體是甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯中的至少一種。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一方面，在第一分散體中，基于100重量份的水，無(wú)機(jī)粘土的量為I重量份-10重量份。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一方面，在第二分散體中，所述單體的濃度為O. 2mol/L-3mol/L。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一方面,在第三分散體中，AgNO3的濃度為lmmol/L-10mmol/L。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一方面，使第三分散體中的所述單體發(fā)生原位自由基聚合的步驟包括對(duì)含有或不含有紫外光引發(fā)劑的第三分散體照射紫外光不少于10分鐘，從而使所述單體發(fā)生原位自由基聚合而形成水凝膠；或者將含有熱引發(fā)劑的第三分散體在15°c -45°c下放置I小時(shí)以上，從而使所述單體發(fā)生原位自由基聚合而形成水凝膠。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一方面，所述紫外光引發(fā)劑是2-羥基-2-甲基-I-苯基丙酮、2-羥基-4’ -(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-二甲氨基-2-芐基-l--I- 丁酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的至少一種。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一方面，在第三分散體中，紫外光引發(fā)劑的量為lg/L_5g/L。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一方面，所述熱引發(fā)劑是過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、過(guò)氧化二苯甲酰中的至少一種。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一方面，在第三分散體中，熱引發(fā)劑的量為O. 5g/L_3g/L。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一方面,所述納米Ag粒子具有5nm_15nm的粒徑。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的粘土基納米銀復(fù)合水凝膠包括水凝膠、無(wú)機(jī)粘土和納米Ag粒子，所述水凝膠是聚丙烯酰胺類(lèi)水凝膠和聚丙烯酸酯類(lèi)水凝膠中的至少一種。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一方面，基于100重量份的所述水凝膠，所述無(wú)機(jī)粘土的量為O. 6 重量份-10重量份，優(yōu)選地為O. 8重量份-8重量份，更加優(yōu)選地為I重量份至6重量份，更加優(yōu)選地為2重量份-4重量份；所述粘土基納米銀復(fù)合水凝膠中納米Ag粒子的濃度為lmmol/L-10mmol/L,優(yōu)選地為 2mmol/L-8mmol/L,更加優(yōu)選地為 4mmol/L-6mmol/L。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一方面，粘土基納米銀復(fù)合水凝膠由所述本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種制備粘土基納米銀復(fù)合水凝膠的方法，包括下述步驟：（a）制備包含無(wú)機(jī)粘土和水的第一分散體；（b）將單體與第一分散體混合，從而形成第二分散體，所述單體是丙烯酰胺類(lèi)單體和丙烯酸酯類(lèi)單體中的至少一種；（c）將AgNO3水溶液與第二分散體混合，從而形成第三分散體；以及（d）使第三分散體中的所述單體發(fā)生原位自由基聚合，同時(shí)第三分散體中的所述單體在無(wú)機(jī)粘土的催化作用下將第三分散體中的Ag+還原成納米Ag粒子，從而形成粘土基納米銀復(fù)合水凝膠。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張公正，楊國(guó)麗，李歡軍，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：北京理工大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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