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专利号: 2021105883608
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 有机高分子化合物;其制备或化学加工;以其为基料的组合物
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种季铵化壳聚糖/Ag杂化纳米水凝胶的制备方法,所述方法包括以下步骤:(1)将Ag纳米颗粒加入到改性溶剂中,超声处理后制得均匀的Ag纳米颗粒分散液,随后添加氨基改性剂,并将温度调至25℃~40℃,反应0.1h~24h,反应后产物经离心洗涤除去未反应的氨基改性剂,冷冻干燥后得到氨基改性的Ag纳米颗粒;其中Ag纳米颗粒的质量用量为改性溶剂质量用量的0.05%~3.0%,氨基改性剂的质量用量为Ag纳米颗粒质量用量的0.01%~2%;在超声辅助下,将氨基改性的Ag纳米颗粒再分散于去离子水中,其中超声功率为30W~750W,超声时间为0.5~90min,氨基改性的Ag纳米颗粒质量用量为水质量用量的0.1%~10%;

(2)将壳聚糖溶于醋酸水溶液中,其中壳聚糖的质量用量为醋酸水溶液质量用量的

0.5%~10%,逐渐升高温度至40℃~70℃,机械搅拌使壳聚糖完全溶解在醋酸水溶液中,其中搅拌转速控制在50rpm~800rpm,添加2,3‑环氧丙基三甲基氯化铵,其中2,3‑环氧丙基三甲基氯化铵与壳聚糖的质量比为0.5~20:1,反应10min~60min后,将反应温度升至70℃~90℃,继续反应60min~900min后结束反应,产物经丙酮沉淀—过滤—水溶解的方式去除杂质,最后经冷冻干燥得到季铵化壳聚糖;

(3)将乳化剂溶于非极性溶剂中,得到非极性乳化剂溶液;所述乳化剂为亲油性乳化剂或亲油性乳化剂与亲水性乳化剂构成的复合乳化剂,所述亲油性乳化剂选自下列至少一种:斯潘系列乳化剂、两亲性嵌段共聚物乳化剂;所述亲水性乳化剂选自下列至少一种:吐温系列乳化剂、OP系列乳化剂、MOA系列乳化剂;所述非极性溶剂选自下列至少一种:C6~C20的脂肪烷烃、C6~C20的环烷烃、含1~3个C1~C4烷基的烷基苯;所述乳化剂的质量用量为非极性溶剂质量用量的0.05%~30%;

(4)将亲水金属盐和步骤(2)制得的季铵化壳聚糖溶于步骤(1)制得的氨基改性的Ag纳米颗粒水分散液中,得到分散液A;所述亲水金属盐选自下列至少一种:水溶性硫酸盐、水溶性四氟硼酸盐,其中亲水金属盐和季铵化壳聚糖的质量用量分别为氨基改性的Ag纳米颗粒水分散液质量用量的0.01%~0.8%和2~25%;再将分散液A加到步骤(3)所得的非极性乳化剂溶液中,所述非极性乳化剂溶液中所含的非极性溶剂与氨基改性的Ag纳米颗粒水分散液的质量比为2~30:1,搅拌预乳化得到粗乳液;再将装有粗乳液的容器置于冰水浴中,在

25W~950W的功率下超声处理0.5min~60min,制得反相细乳液;

(5)向步骤(4)得到的反相细乳液直接滴加交联剂,所述交联剂为以下一种或多种的组合:乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛,交联剂的质量用量为制备所述反相细乳液所需季铵化壳聚糖质量用量的1%~30%,混合均匀后将温度调节至25℃~60℃,交联剂与季铵化壳聚糖反应0.5h~24h,制得季铵化壳聚糖/Ag杂化纳米水凝胶;经离心‑再分散的纯化步骤,除去非极性溶剂和乳化剂,将纯化后的季铵化壳聚糖/Ag杂化纳米水凝胶再分散于水中,制得其水分散液。

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述Ag纳米颗粒的平均尺寸控制在10nm~50nm,优选控制在10nm~30nm;

所述改性溶剂选自下列至少一种或多种的组合:水、乙二醇、丙三醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺;所述氨基改性剂选自下列至少一种:2‑氨基乙硫醇、2‑氨基‑3‑巯基丙酸、4‑氨基‑3‑肼基‑5‑巯基‑1,2,4‑三唑、2‑氨基‑5‑巯基‑1,3,4‑噻二唑、3‑氨基‑5‑巯基‑1,2,4‑三氮唑。

3.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,Ag纳米颗粒的质量用量为改性溶剂质量用量的0.1%~2%;氨基改性剂的质量用量为Ag纳米颗粒质量用量的

0.02%~0.5%。

4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述壳聚糖选自黏度在

20mPa·s~400mPa·s之间的壳聚糖;优选壳聚糖黏度范围为20mPa·s~200mPa·s。

5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,所述非极性溶剂选自下列至少一种:C6~C20的脂肪烷烃、C6~C20的环烷烃、含1~3个C1~C4烷基的烷基苯;

所述亲油性乳化剂选自下列至少一种:斯潘系列乳化剂、两亲性嵌段共聚物乳化剂,所述斯潘系列乳化剂是斯潘‑20、斯潘‑40、斯潘‑60或斯潘‑80中的一种或几种组合,所述两亲型嵌段共聚物乳化剂为以丁烯‑乙烯共聚物为疏水段、聚氧乙烯为亲水段的嵌段共聚物;

所述亲水性乳化剂选自下列至少一种:吐温系列乳化剂、OP系列乳化剂、MOA系列乳化剂;所述吐温系列乳化剂是吐温‑20、吐温‑40、吐温‑60或吐温‑80中的一种或几种组合;所述OP系列乳化剂是OP‑4、OP‑5、OP‑6、OP‑7或OP‑10中的一种或几种的组合;所述MOA系列乳化剂是MOA‑7、MOA‑9、MOA‑15、MOA‑20和MOA‑23中的一种或几种的组合。

6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,所述乳化剂为下列之一或者为吐温系列乳化剂(更优选吐温‑80)与下列之一构成的复合乳化剂:斯潘系列乳化剂(更优选为斯潘‑80)或以丁烯‑乙烯共聚物为疏水段、聚氧乙烯为亲水段的嵌段共聚物乳化剂。

7.如权利要求1或5或6所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,所述复合乳化剂中,亲油性乳化剂的质量用量占乳化剂总质量用量的30%以上,优选为50%~80%。

8.如权利要求1或5或6所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,所述乳化剂的质量用量为非极性溶剂质量的0.05%~15%。

9.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(4)中,所述亲水金属盐选自下列至少一种:硫酸钠、硫酸钾、四氟硼酸钠;

所述非极性乳化剂溶液中所含的非极性溶剂与氨基改性的Ag纳米颗粒水分散液的质量比为2.5~28:1;亲水金属盐的质量用量为氨基改性的Ag纳米颗粒水分散液质量用量的

0.2%~0.5%。

10.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(5)中,交联剂质量用量为季铵化壳聚糖质量用量的10%~25%,反应温度为25℃~50℃,反应时间为0.5h~12h。