一种环保型抗菌塑料的制备方法
阅读说明：本技术 一种环保型抗菌塑料的制备方法 (Preparation method of environment-friendly antibacterial plastic ) 是由 李荣竹 于 2021-01-29 设计创作，主要内容包括：本发明化工领域,具体关于一种环保型抗菌塑料的制备方法；按照质量份数,取50-80份的树脂进行电子束预辐照,完成后将5-14份的环保型塑料抗菌剂与树脂混合后在混合机里以1000-3000r/min的速度搅拌3-8min,加入5-12份的双十八烷基胺、8-12份的腰果酚及1-5份的过氧化苯甲酰,继续搅拌10-20min；然后将混合物置于双螺杆混炼机中,在240-270℃下进行挤出、干燥、造粒,即得到所述的环保型抗菌塑料。(The invention belongs to the field of chemical engineering, and particularly relates to a preparation method of an environment-friendly antibacterial plastic; taking 50-80 parts of resin by mass, carrying out electron beam pre-irradiation, mixing 5-14 parts of environment-friendly plastic antibacterial agent with the resin, stirring for 3-8min in a mixer at the speed of 1000-3000r/min, adding 5-12 parts of dioctadecyl amine, 8-12 parts of cardanol and 1-5 parts of benzoyl peroxide, and continuing stirring for 10-20 min; and then placing the mixture into a double-screw mixing roll, extruding, drying and granulating at the temperature of 240-270 ℃ to obtain the environment-friendly antibacterial plastic.)
技术领域
本发明化工领域，尤其是一种环保型抗菌塑料的制备方法。
背景技术
脂肪族聚碳酸酯，如聚丙烯酰基碳酸和聚甲基丙烯酰基碳酸和聚(三亚甲基碳酸酯)等，是应用较为广泛的生物可降解高分子材料。这些聚合物具有良好的生物相容性和生物可降解性，除了可以在各种医疗装置中作为可再吸收缝合线，可降解聚酯和聚碳酸酯还可用于药物递送系统，组织工程和再生医学等。
CN103772938A公开一种聚碳酸酯材料，它是由以下成分按重量比组成，聚碳酸酯：72.5-96％；夜光剂：1.0-5.0％；防应力开裂改性剂：1.0-15.5％；抗氧剂：0.1-2.0％；润滑剂：0.1-2.0％；其他助剂：1.3-5.5％。该发明聚碳酸酯材料，在无光线照射情况下，不需外来任何能源支持，可以自动释放在有光线时所吸收的光线能量而自动发光，其光亮易于清晰识别，产品外观美观，抗冲击强度优良，并且改善了聚碳酸酯材料的注塑产品容易产生应力开裂现象的缺点，并且生产采购方便，同时也符合所有的环保要求，这样全面提高了产品竞争力。
CN108504069B公开了一种玻纤增韧聚碳酸酯材料，由包括以下重量份的组分制备而成：聚碳酸酯40-80份，聚对苯二甲酸丁二醇酯10-30份，玻璃纤维10-30份，阻燃剂2-8份，热稳定剂0.2-0.8份，润滑剂0.2-0.8份。该发明的玻纤增韧聚碳酸酯材料，具有较高强度、良好外观和优良的加工性能及电性能，稳定性能好，有效减少制品表面浮纤现象。该发明具有较高的表面硬度，较高的刚性和韧性，耐化学性及易于成型，也有较高的抗高温的能力，也有较高的抗应力开裂能力，其产品广泛应用于汽车保险杠、汽车拉手、电子元件等。
CN107163539B公开了一种轻质聚碳酸酯材料，它是由下述重量份的原料制得的：碳酸酯单体140-160份、均苯四甲酸二酐2-3份、钼酸铵1-2份、氧化聚乙烯蜡6-8份、聚醚二元醇10-12份、乙烯基双硬脂酸酰胺0.8-1份、乙酰丙酮钙1-2份、轻质填料10-13份、三羟甲基丙烷1-2份、2-硫醇基苯骈咪唑0.4-1份、N-甲基吡咯烷酮3-5份、山梨坦单油酸酯0.8-1份、硫化亚锡0.1-0.2份、无水甲苯16-20份。该发明将轻质填料通过有机化改性，然后与酸掺杂的聚酯混合酯化，有效的改善了轻质填料在聚酯基体中的分散性，提高了轻质填料与各原料的相容性，提高了成品的稳定性强度，增强了成品的力学性能。
随着聚碳酸酯在人们日常生活中使用的大部分家用电器，如空调、冰箱、饮水机、洗衣机和电脑等都有应用。如果材料表面容易被细菌污染，成为疾病传染的媒介，对人们的健康和生命产生很大的威胁。随着人们对健康安全问题日益重视，人们希望赋予生活中的聚碳酸酯塑料制品具有一定的抗菌性能，从而减少细菌污染的可能性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种环保型抗菌塑料的制备方法。
所述的环保型抗菌塑料，其制备方法为：
按照质量份数，取50-80份的树脂进行电子束预辐照，辐照剂量为20-35份y，辐照时间为60-180s；完成后将5-14份的环保型塑料抗菌剂与树脂混合后在混合机里以1000-3000r/min的速度搅拌3-8min，加入5-12份的双十八烷基胺:CAS号码112-99-2、8-12份的腰果酚及1-5份的过氧化苯甲酰，继续搅拌10-20min；然后将混合物置于双螺杆混炼机中，在240-270℃下进行挤出、干燥、造粒，即得到所述的环保型抗菌塑料。
所述的环保型抗菌塑料，其特征在于，所述树脂为ABS树脂、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂与聚碳酸酯树脂中的一种或多种。
所述的环保型抗菌塑料，其特征在于，原料中树脂与所环保型抗菌塑料的质量比为(80-100):(0.5-3)。
所述环保型塑料抗菌剂的制备方法，其具体方案如下：
按照质量份数，准确称取8.2-14.5份的甘油烯丙基醚和50-80份的醋酸溶液混合均匀后，浸泡5-10h，然后加入 0.4-0.8份的引发剂，0.1-0.3份的还原剂，1.4-3.6份的改性吡咯单体，0.2-0.6份的苯乙烯单体和0.1-1份的1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐 CAS 65039-10-3，搅拌混合10-20min后控温60-70℃，然后在微波条件下接枝反应1-5h，微波功率为500-900w，控温40-50℃，搅拌反应5-10h，完成后过滤，洗涤，烘干后即可得到所述的环保型塑料抗菌剂。
所述的改性吡咯单体的制备方法为:
按照质量份数，在氮气保护下，将5-12份的金属钠和11-15份的吡咯加入到200-400份的无水四氢呋喃中，控温70-80℃，搅拌反应3-6h；反应完全后，降温至室温后将10-16份的2-丙基丙烯酰氯缓慢加入到反应体系中，加完后控温50-70℃下搅拌反应1-4h，得到改性吡咯单体。
所述的环保型塑料抗菌剂采用改性吡咯单体作为原料; 所述的改性吡咯单体采用金属钠和吡咯反应生成钠盐,再与2-丙基丙烯酰氯反应,生成得到改性吡咯单体。
所述采用甘油烯丙基醚, 苯乙烯单体和1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐发生共聚反应,生成环保型塑料抗菌剂。
所述的改性吡咯单体单体的反应机理方程式示意为：
然后与甘油烯丙基醚, 苯乙烯单体和1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐发生共聚反应,部分反应方程式示意为：
所述的引发剂为过氧化苯甲酰或过硫酸铵或过硫酸钾。
所述的还原剂为亚硫酸氢钠或亚硫酸钠。
所述的醋酸溶液质量百分比浓度为0.5%-2.5%。
本发明利用我国丰富，存在广泛，生物合成量巨大，原料有充分保障的甘油烯丙基醚制备了一种甘油烯丙基醚系复合环保抗菌剂；本发明所述采用甘油烯丙基醚, 苯乙烯单体和1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐发生共聚反应,生成环保型塑料抗菌剂。咪唑氯盐, 吡咯基团连接到甘油烯丙基醚分子链上，得到甘油烯丙基醚系复合环保抗菌剂。在一种环保型抗菌塑料的作用下，该抗菌剂能够很好的分散到材料当中，增强材料的抗菌性能，而且对材料的力学性能及加工性能无不良影响，本发明的抗菌剂与ABS树脂、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂与聚碳酸酯树脂间都具有较好的相容性。
附图说明
图1为实施例1制备的环保型抗菌塑料的傅里叶红外光谱图：
在2237cm-1附近存在腈基的吸收峰，在2933cm-1附近存在碳氢键的吸收峰，在1607/1502/1449/1364cm-1附近存在苯环的吸收峰，说明ABS树脂参与了反应；在1162cm-1附近存在醚键的反对称伸缩吸收峰，说明环保型塑料抗菌剂参与了反应；在1741cm-1附近存在酯羰基的伸缩吸收峰，在1034cm-1附近存在酯碳氧单键的对称伸缩吸收峰，说明甲基丙烯酸缩水甘油酯和环氧大豆油参与了反应；在3440cm-1附近存在羟基的吸收峰，说明聚乙二醇400参与了反应。
具体实施方式
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：
分别取0.2毫升试验用菌悬液滴加在空白对照样品及抗菌塑料样品上，用灭菌镊子夹起灭菌覆盖膜分别覆盖在空白对照样品和抗菌塑料样品上，铺平，使细菌均匀接触样品，置于灭菌平皿中，在(37士1)℃，相对湿度RH>90%的条件下培养24h。取出培养24h的样品，分别加入20mL洗脱液，反复冲洗空白对照样品、抗菌塑料样品及覆盖膜(用镊子夹起薄膜冲洗)，充分摇匀后，取lml接种于20mL左右的营养琼脂培养基(NA)中，转动平皿，使其充分均匀，凉至琼脂凝固翻转平皿，在(37士1) ℃下培养(24-48h)后活菌计数。记下各平皿的菌落数后，求出相同稀释度的各平皿平均菌落数。抗菌测试标准：QB/T2591-2003A《抗菌塑料抗菌性能试验方法和抗菌效果》。检测用菌：金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。
实施例1
一种环保型抗菌塑料的制备方法，其具体方案如下：
准确称取8.2g甘油烯丙基醚和50g醋酸溶液混合均匀后，浸泡5h，然后加入 0.4g引发剂，0.1g还原剂，1.4g改性吡咯单体，0.2g苯乙烯单体和0.1g1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐 CAS 65039-10-3，搅拌混合10min后控温50℃，然后在微波条件下接枝反应1h，微波功率为500w，完成后过滤，洗涤，烘干后即可得到所述的环保型塑料抗菌剂。
所述的改性吡咯单体的制备方法为:
在氮气保护下，将5g的金属钠和11g的吡咯加入到200g的无水四氢呋喃中，控温70℃，搅拌反应3h；反应完全后，降温至室温后将10g的2-丙基丙烯酰氯缓慢加入到反应体系中，加完后控温50℃下搅拌反应1h，得到改性吡咯单体。所述的引发剂为过氧化苯甲酰。
所述的还原剂为亚硫酸氢钠。
所述的醋酸溶液质量百分比浓度为0.5%。
所述的环保型抗菌塑料，其特征在于，所述树脂为ABS树脂。
所述的环保型抗菌塑料，其特征在于，其制备方法为：
取50g树脂进行电子束预辐照，辐照剂量为20gy，辐照时间为60s；完成后将5g环保型塑料抗菌剂与树脂混合后在混合机里以1000r/min的速度搅拌3min，加入5g双十八烷基胺:CAS号码112-99-2、8g腰果酚及1g过氧化苯甲酰，继续搅拌10min；然后将混合物置于双螺杆混炼机中，在240℃下进行挤出、干燥、造粒，即得到所述的环保型抗菌塑料。
所述的环保型抗菌塑料，其特征在于，原料中树脂与所环保型抗菌塑料的质量比为80:0.5。
实施例2
一种环保型抗菌塑料的制备方法，其具体方案如下：
准确称取10.6g甘油烯丙基醚和65g醋酸溶液混合均匀后，浸泡8h，然后加入 0.6g引发剂，0.2g还原剂，2.5g改性吡咯单体，0.4g苯乙烯单体和0.5g1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐 CAS 65039-10-3，搅拌混合15min后控温60℃，然后在微波条件下接枝反应3h，微波功率为600w，完成后过滤，洗涤，烘干后即可得到所述的环保型塑料抗菌剂。
所述的改性吡咯单体的制备方法为:
在氮气保护下，将7g的金属钠和12g的吡咯加入到280g的无水四氢呋喃中，控温75℃，搅拌反应4h；反应完全后，降温至室温后将13g的2-丙基丙烯酰氯缓慢加入到反应体系中，加完后控温60℃下搅拌反应3h，得到改性吡咯单体。
所述的引发剂为过硫酸铵。
所述的还原剂为亚硫酸钠。
所述的醋酸溶液质量百分比浓度为1.5%。
所述的环保型抗菌塑料，其特征在于，所述树脂为聚丙烯树脂。
所述的环保型抗菌塑料，其制备方法为：
取60g树脂进行电子束预辐照，辐照剂量为25gy，辐照时间为120s；完成后将8g环保型塑料抗菌剂与树脂混合后在混合机里以2000r/min的速度搅拌6min，加入7g双十八烷基胺:CAS号码112-99-2、10g腰果酚及3g过氧化苯甲酰，继续搅拌15min；然后将混合物置于双螺杆混炼机中，在260℃下进行挤出、干燥、造粒，即得到所述的环保型抗菌塑料。
所述的环保型抗菌塑料，其特征在于，原料中树脂与所环保型抗菌塑料的质量比为9:2.1。
实施例3
一种环保型抗菌塑料的制备方法，其具体方案如下：
准确称取14.5g甘油烯丙基醚和80g醋酸溶液混合均匀后，浸泡10h，然后加入0.8g引发剂，0.3g还原剂，3.6g改性吡咯单体，0.6g苯乙烯单体和1g1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐 CAS 65039-10-3，搅拌混合20min后控温70℃，然后在微波条件下接枝反应5h，微波功率为900w，完成后过滤，洗涤，烘干后即可得到所述的环保型塑料抗菌剂。
所述的改性吡咯单体的制备方法为:
在氮气保护下，将12g的金属钠和15g的吡咯加入到400g的无水四氢呋喃中，控温80℃，搅拌反应6h；反应完全后，降温至室温后将16g的2-丙基丙烯酰氯缓慢加入到反应体系中，加完后控温70℃下搅拌反应4h，得到改性吡咯单体。
所述的引发剂为过硫酸钾。
所述的还原剂为亚硫酸钠。
所述的醋酸溶液质量百分比浓度为2.5%。
所述的环保型抗菌塑料，其特征在于，所述树脂为聚碳酸酯树脂。
所述的环保型抗菌塑料，其制备方法为：
取80g树脂进行电子束预辐照，辐照剂量为35gy，辐照时间为180s；完成后将14g环保型塑料抗菌剂与树脂混合后在混合机里以3000r/min的速度搅拌8min，加入12g双十八烷基胺:CAS号码112-99-2、12g腰果酚及5g过氧化苯甲酰，继续搅拌20min；然后将混合物置于双螺杆混炼机中，在270℃下进行挤出、干燥、造粒，即得到所述的环保型抗菌塑料。
所述的环保型抗菌塑料，其特征在于，原料中树脂与所环保型抗菌塑料的质量比为100: 3。
以上实施例制备的抗菌塑料材料的抗菌性能结果如下表所示：
八叠球菌抗菌率（%）
大肠杆菌抗菌率（%）
空白实验
0
0
实施例1
89.1
94.4
实施例2
92.5
96.1
实施例3
93.8
97.3
对比例1
一种环保型抗菌塑料的制备方法，其具体方案如下：
准确称取8.2g甘油烯丙基醚和50g醋酸溶液混合均匀后，浸泡5h，然后加入 0.4g引发剂，0.1g还原剂，1.4g改性吡咯单体，0.2g苯乙烯单体，搅拌混合10min后控温50℃，然后在微波条件下接枝反应1h，微波功率为500w，完成后过滤，洗涤，烘干后即可得到所述的环保型塑料抗菌剂。
所述的改性吡咯单体的制备方法为:
在氮气保护下，将7g的金属钠和12g的吡咯加入到280g的无水四氢呋喃中，控温75℃，搅拌反应4h；反应完全后，降温至室温后将13g的2-丙基丙烯酰氯缓慢加入到反应体系中，加完后控温60℃下搅拌反应3h，得到改性吡咯单体。
所述的引发剂为过氧化苯甲酰。
所述的还原剂为亚硫酸氢钠。
所述的醋酸溶液质量百分比浓度为0.5%。
所述的环保型抗菌塑料，其特征在于，所述树脂为ABS树脂。
所述的环保型抗菌塑料，其制备方法为：
取50g树脂进行电子束预辐照，辐照剂量为20gy，辐照时间为60s；完成后将5g环保型塑料抗菌剂与树脂混合后在混合机里以1000r/min的速度搅拌3min，加入5g双十八烷基胺:CAS号码112-99-2、8g腰果酚及1g过氧化苯甲酰，继续搅拌10min；然后将混合物置于双螺杆混炼机中，在240℃下进行挤出、干燥、造粒，即得到所述的环保型抗菌塑料。
所述的环保型抗菌塑料，其特征在于，原料中树脂与所环保型抗菌塑料的质量比为80:0.5。
对比例2
一种环保型抗菌塑料的制备方法，其具体方案如下：
准确称取8.2g甘油烯丙基醚和50g醋酸溶液混合均匀后，浸泡5h，然后加入 0.4g引发剂，0.1g还原剂，0.2g苯乙烯单体和0.1g1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐 CAS 65039-10-3，搅拌混合10min后控温50℃，然后在微波条件下接枝反应1h，微波功率为500w，完成后过滤，洗涤，烘干后即可得到所述的环保型塑料抗菌剂。
所述的引发剂为过氧化苯甲酰。
所述的还原剂为亚硫酸氢钠。
所述的醋酸溶液质量百分比浓度为0.5%。
所述的环保型抗菌塑料，其特征在于，所述树脂为ABS树脂。
所述的环保型抗菌塑料，其制备方法为：
取50g树脂进行电子束预辐照，辐照剂量为20gy，辐照时间为60s；完成后将5g环保型塑料抗菌剂与树脂混合后在混合机里以1000r/min的速度搅拌3min，加入5g双十八烷基胺:CAS号码112-99-2、8g腰果酚及1g过氧化苯甲酰，继续搅拌10min；然后将混合物置于双螺杆混炼机中，在240℃下进行挤出、干燥、造粒，即得到所述的环保型抗菌塑料。
所述的环保型抗菌塑料，其特征在于，原料中树脂与所环保型抗菌塑料的质量比为80:0.5。
对比例3
一种环保型抗菌塑料的制备方法，其具体方案如下：
准确称取50g醋酸溶液混合均匀后，浸泡5h，然后加入 0.4g引发剂，0.1g还原剂，1.4g改性吡咯单体，0.2g苯乙烯单体和0.1g1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐 CAS 65039-10-3，搅拌混合10min后控温50℃，然后在微波条件下接枝反应1h，微波功率为500w，完成后过滤，洗涤，烘干后即可得到所述的环保型塑料抗菌剂。
所述的改性吡咯单体的制备方法为:
在氮气保护下，将7g的金属钠和12g的吡咯加入到280g的无水四氢呋喃中，控温75℃，搅拌反应4h；反应完全后，降温至室温后将13g的2-丙基丙烯酰氯缓慢加入到反应体系中，加完后控温60℃下搅拌反应3h，得到改性吡咯单体。
所述的引发剂为过氧化苯甲酰。
所述的还原剂为亚硫酸氢钠。
所述的醋酸溶液质量百分比浓度为0.5%。
所述的环保型抗菌塑料，其特征在于，所述树脂为ABS树脂。
所述的环保型抗菌塑料，其制备方法为：
取50g树脂进行电子束预辐照，辐照剂量为20gy，辐照时间为60s；完成后将5g环保型塑料抗菌剂与树脂混合后在混合机里以1000r/min的速度搅拌3min，加入5g双十八烷基胺:CAS号码112-99-2、8g腰果酚及1g过氧化苯甲酰，继续搅拌10min；然后将混合物置于双螺杆混炼机中，在240℃下进行挤出、干燥、造粒，即得到所述的环保型抗菌塑料。
所述的环保型抗菌塑料，其特征在于，原料中树脂与所环保型抗菌塑料的质量比为80:0.5。
以上实施例制备的抗菌塑料材料的抗菌性能结果如下表所示：
八叠球菌抗菌率（%）
大肠杆菌抗菌率（%）
对比例1
81.5
90.2
对比例2
65.4
76.7
对比例3
82.2
88.4
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种超细金刚线切割光伏硅片衬板及其制备方法