一种长效抗菌防霉pp/ps塑料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种长效抗菌防霉pp/ps塑料及其制备方法 (Long-acting antibacterial mildew-proof PP/PS plastic and preparation method thereof ) 是由 伍明电 于 2020-11-03 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种长效抗菌防霉PP/PS塑料,由以下原料制备而成：PP母粒、PS母粒、抗菌防霉剂、微晶纤维素、增塑剂、增韧剂、抗氧剂、紫外线吸收剂；所述抗菌防霉剂中含有2-5wt％的氧化石墨烯/银纳米复合物和3-7wt％的纳他霉素。本发明在PP/PS塑料中同时加入负载了氧化石墨烯/银纳米复合物和纳他霉素的微珠和负载量氧化石墨烯/TiO2纳米复合物和纳他霉素的微珠,两种微珠分别通过银离子抗菌和二氧化钛光催化抑菌的机理提高塑料的抗菌防霉性能,制得的微珠以PP/PS为主体,与本发明塑料的基材一致,从而提高了微珠与基体的相容性,从而不会抗菌防霉剂的添加不会影响塑料的力学性能,具有较好的应用前景。(The invention provides a long-acting antibacterial mildew-proof PP/PS plastic which is prepared from the following raw materials: PP master batch, PS master batch, antibacterial mildew preventive, microcrystalline cellulose, plasticizer, toughening agent, antioxidant and ultraviolet absorbent; the antibacterial mildew preventive contains 2-5 wt% of graphene oxide/silver nano composite and 3-7 wt% of natamycin. According to the invention, the microbeads loaded with the graphene oxide/silver nano compound and the natamycin and the microbeads loaded with the graphene oxide/TiO 2 nano compound and the natamycin are simultaneously added into the PP/PS plastic, the antibacterial and mildew-proof performances of the plastic are respectively improved by the two microbeads through the mechanisms of silver ion antibacterial and titanium dioxide photocatalytic antibacterial, the prepared microbeads take the PP/PS as a main body and are consistent with the base material of the plastic, so that the compatibility of the microbeads and the matrix is improved, the mechanical properties of the plastic cannot be influenced by the addition of the antibacterial and mildew-proof agent, and the application prospect is good.)
技术领域
本发明涉及塑料技术领域，具体涉及一种长效抗菌防霉PP/PS塑料及其制备方法。
背景技术
随着人类社会的进步，塑料制品在日常生活中占据越来越重要的地位。与此同时，各种环境污染也日益严重，塑料制品在长期使用过程中容易受到细菌的污染，直接导致有害细菌的传播和蔓延，危害人们的健康。
抗菌塑料是指在塑料中添加抗菌剂，使塑料本身具有抗菌性，可在一定时间内将沾污在塑料上的细菌杀死或抑制，与常规的化学和物理方法相比，使用抗菌塑料杀菌时效长，既经济又方便。抗菌剂作为一种添加剂，能够有效抑制细菌的滋生。塑料抗菌剂一般分为无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂和复合抗菌剂。由于不同的抗菌剂对同种病原菌的抗菌作用机理和有效性的不同，以及同种抗菌剂对于不同的病原菌的抗菌作用机制和抑制范围也不同，因此，要研究出既长效又广谱、既高效又安全的抗菌剂，对抗菌机理的研究十分重要。但目前添加到塑料中的大多数抗菌剂抗菌效果不明显、与塑料的相容性不好从而导致塑料的力学性能显著下降、透明性不佳从而影响了塑料的透光性能等。
发明内容
本发明的目的在于提出一种长效抗菌防霉PP/PS塑料及其制备方法，在PP/PS塑料中同时加入负载了氧化石墨烯/银纳米复合物和纳他霉素的微珠和负载量氧化石墨烯/TiO2纳米复合物和纳他霉素的微珠，两种微珠分别通过银离子抗菌和二氧化钛光催化抑菌的机理提高塑料的抗菌防霉性能，制得的微珠以PP/PS为主体，与本发明塑料的基材一致，从而提高了微珠与基体的相容性，从而不会抗菌防霉剂的添加不会影响塑料的力学性能，具有较好的应用前景。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种长效抗菌防霉PP/PS塑料，由以下原料制备而成：PP母粒、PS母粒、抗菌防霉剂、微晶纤维素、增塑剂、增韧剂、抗氧剂、紫外线吸收剂；
所述抗菌防霉剂中含有2-5wt％的氧化石墨烯/银纳米复合物和3-7wt％的纳他霉素。
作为本发明的进一步改进，由以下原料按重量份制备而成：PP母粒100-200份、PS母粒150-250份、抗菌防霉剂5-15份、微晶纤维素5-10份、增塑剂1-5份、增韧剂1-5份、抗氧剂1-5份、紫外线吸收剂1-3份。
作为本发明的进一步改进，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯中的一种或几种混合；所述增韧剂选自乙丙橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或几种；所述抗氧剂选自2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯、三辛酯、三癸酯、三(十二碳醇)酯和三(十六碳醇)酯中的一种或几种混合；所述紫外线吸收剂选自2，2'-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯、4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶、2，4，6-三(2'正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪、六甲基磷酰三胺中的一种或几种混合。
作为本发明的进一步改进，所述抗菌防霉剂由以下方法制备而成：
S1.将分散剂溶于四氢呋喃后，通入氮气，加入苯乙烯和丙烯单体，直至四氢呋喃对丙烯的吸收达到饱和，加入引发剂，升温至50-70℃，反应2-5h，过滤，得到PP/PS微珠；
S2.将PP/PS微珠均匀分散于四氢呋喃中，溶胀2-5h，加入一氯二甲醚和催化剂，70-90℃反应1-3h，加入乙二醇处理0.5-1h后，过滤，得到多孔微珠；
S3.采用Hummers法制备氧化石墨烯；
S4.将氧化石墨烯加入去离子水中，超声处理0.5-1h，得到均一的氧化石墨烯-水分散液，避光加入硝酸银、葡萄糖和氨水，剧烈搅拌反应1-2h，过滤，去离子水反复洗涤，即得氧化石墨烯/银纳米复合物；
S5.将多孔微珠加入含有2.5-5wt％硅烷偶联剂的水溶液中，加热至70-90℃反应0.5-1h，过滤，得到表面改性微珠，将表面改性微珠加入去离子水中，加入氧化石墨烯/银纳米复合物、纳他霉素，加热至50-70℃，搅拌反应1-3h，过滤，得到抗菌防霉剂。
作为本发明的进一步改进，所述抗菌防霉剂中含有2-5wt％的氧化石墨烯/TiO2纳米复合物和3-7wt％的纳他霉素。
作为本发明的进一步改进，所述抗菌防霉剂由以下方法制备而成：
S1.将分散剂溶于四氢呋喃后，通入氮气，加入苯乙烯和丙烯单体，直至四氢呋喃对丙烯的吸收达到饱和，加入引发剂，升温至50-70℃，反应2-5h，过滤，得到PP/PS微珠；
S2.将PP/PS微珠均匀分散于四氢呋喃中，溶胀2-5h，加入一氯二甲醚和催化剂，70-90℃反应1-3h，加入乙二醇处理0.5-1h后，过滤，得到多孔微珠；
S3.采用Hummers法制备氧化石墨烯；
S4.将氧化石墨烯加入去离子水中，超声处理0.5-1h，得到均一的氧化石墨烯-水分散液，避光加入钛酸四丁酯，剧烈搅拌反应1-2h，过滤，去离子水反复洗涤，即得氧化石墨烯/TiO2纳米复合物；
S5.将多孔微珠加入含有2.5-5wt％硅烷偶联剂的水溶液中，加热至70-90℃反应0.5-1h，过滤，得到表面改性微珠，将表面改性微珠加入去离子水中，加入氧化石墨烯/TiO2纳米复合物、纳他霉素，加热至50-70℃，搅拌反应1-3h，过滤，得到抗菌防霉剂。
作为本发明的进一步改进，所述分散剂选自聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙烯蜡、聚乙烯醇中的一种或几种混合；所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯中的一种或几种混合；所述催化剂选自无水氯化锌、氯化锡、三氯化铁和三氯化铝中的一种或几种混合；所述硅烷偶联剂选自KH550、KH560、KH570、KH580、KH602、KH792中的一种或几种混合。
作为本发明的进一步改进，所述分散剂、苯乙烯、丙烯、引发剂的质量比为1：(100-200):(70-150):(0.5-0.7)；所述PP/PS微珠、一氯二甲醚、催化剂、乙二醇的质量比为100：(35-55)：(1-1.2)：(5-10)；所述氧化石墨烯、硝酸银、葡萄糖、氨水的质量比为10：(2-5)：(5-12)：(10-20)；所述表面改性微珠、氧化石墨烯/银纳米复合物、纳他霉素的质量比为100：(4-7)：(5-10)。
作为本发明的进一步改进，所述分散剂、苯乙烯、丙烯、引发剂的质量比为1：(100-200):(70-150):(0.5-0.7)；所述PP/PS微珠、一氯二甲醚、催化剂、乙二醇的质量比为100：(35-55)：(1-1.2)：(5-10)；所述氧化石墨烯、钛酸四丁酯的质量比为10：(2-5)；所述表面改性微珠、氧化石墨烯/TiO2纳米复合物、纳他霉素的质量比为100：(4-7)：(5-10)。
本发明进一步保护一种上述的长效抗菌防霉PP/PS塑料的制备方法，包括以下步骤：
S1.将PP母粒、PS母粒、抗菌防霉剂、微晶纤维素、增塑剂、增韧剂、抗氧剂、紫外线吸收剂按照配比加入到双螺杆挤出机中进行混炼挤出；
S2.将步骤S1挤出的材料输送到单螺杆挤出机上进行挤出造粒，从而得到长效抗菌防霉PP/PS塑料。
所述混炼挤出过程中的四个温度段为：加料段110-120℃，输送段125-135℃，熔融段135-145℃，和挤出段140-150℃。
本发明具有如下有益效果：本发明制备了一种抗菌防霉剂，以PP/PS材料为微球的主体材料，通过附加交联反应，在苯乙烯的苯环上与氯甲基化试剂一氯二甲醚发送高交联度的反应，形成亚甲基桥，从而得到高比表面积的微珠，进一步通过造孔剂乙二醇的作用，使得本来高比表面积的多孔微珠具有更多更深的孔道，进一步提高其比表面积；
另一方面，本发明通过银镜反应，在氧化石墨烯表面键连，形纳米成复合物，与纳他霉素一起，在硅烷偶联剂的作用下偶联在多孔微珠的孔道内，从而高效负载抗菌剂氧化石墨烯/银纳米复合物和防霉剂纳他霉素，纳他霉素是一种天然防霉剂，其作用机理是与真菌的麦角甾醇以及其他甾醇基团结合，阻遏麦角甾醇生物合成，从而使细胞膜畸变，最终导致渗漏，引起细胞死亡，两者进行复配后，可以杀灭或者抑制大部分细菌、真菌等的增值，从而起到高效抗菌的效果，同时还具有较好的增韧性能；
本发明另一方案，通过溶胶凝胶法将钛酸四丁酯水解得到二氧化钛，在氧化石墨烯表面键连，形纳米成复合物，与纳他霉素一起，在硅烷偶联剂的作用下偶联在多孔微珠的孔道内，从而高效负载抗菌防霉剂氧化石墨烯/TiO2纳米复合物和纳他霉素，二氧化钛纳米级复合物通过光催化性能，有效抑制细菌滋生，防止霉菌生长；
本发明的另一种方法是，在PP/PS塑料中同时加入负载了氧化石墨烯/银纳米复合物和纳他霉素的微珠和负载量氧化石墨烯/TiO2纳米复合物和纳他霉素的微珠，两种微珠分别通过银离子抗菌和二氧化钛光催化抑菌的机理提高塑料的抗菌防霉性能；
本发明制得的微珠以PP/PS为主体，与本发明塑料的基材一致，从而提高了微珠与基体的相容性，从而不会抗菌防霉剂的添加不会影响塑料的力学性能，具有较好的应用前景。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
制备例1抗菌防霉剂
由以下方法制备而成：
S1.将1g分散剂聚乙二醇400溶于200mL四氢呋喃后，通入氮气，加入100g苯乙烯和70g丙烯单体，直至四氢呋喃对丙烯的吸收达到饱和，加入0.5g引发剂过硫酸钾，升温至50℃，反应2h，过滤，得到PP/PS微珠；
S2.将100g PP/PS微珠均匀分散于200mL四氢呋喃中，溶胀2h，加入35g一氯二甲醚和1g催化剂氯化锡，70℃反应1h，加入5g乙二醇处理0.5h后，过滤，得到多孔微珠；
S3.采用Hummers法制备氧化石墨烯；
S4.将10g氧化石墨烯加入50mL去离子水中，超声处理0.5h，得到均一的氧化石墨烯-水分散液，避光加入2g硝酸银、5g葡萄糖和10g氨水，剧烈搅拌反应1h，过滤，去离子水反复洗涤，即得氧化石墨烯/银纳米复合物；
S5.将100g多孔微珠加入200mL含有2.5wt％硅烷偶联剂KH550的水溶液中，加热至70℃反应0.5h，过滤，得到表面改性微珠，将表面改性微珠加入去离子水中，加入4g氧化石墨烯/银纳米复合物、5g纳他霉素，加热至50℃，搅拌反应1h，过滤，得到抗菌防霉剂，含有2wt％的氧化石墨烯/银纳米复合物和3wt％的纳他霉素。
制备例2抗菌防霉剂
由以下方法制备而成：
S1.将1g分散剂聚乙二醇200溶于200mL四氢呋喃后，通入氮气，加入200g苯乙烯和150g丙烯单体，直至四氢呋喃对丙烯的吸收达到饱和，加入0.7g引发剂异丙苯过氧化氢，升温至70℃，反应5h，过滤，得到PP/PS微珠；
S2.将100g PP/PS微珠均匀分散于200mL四氢呋喃中，溶胀5h，加入55g一氯二甲醚和1.2g催化剂三氯化铁，90℃反应3h，加入10g乙二醇处理1h后，过滤，得到多孔微珠；
S3.采用Hummers法制备氧化石墨烯；
S4.将10g氧化石墨烯加入50mL去离子水中，超声处理1h，得到均一的氧化石墨烯-水分散液，避光加入5g硝酸银、12g葡萄糖和20g氨水，剧烈搅拌反应2h，过滤，去离子水反复洗涤，即得氧化石墨烯/银纳米复合物；
S5.将100g多孔微珠加入200mL含有5wt％硅烷偶联剂KH560的水溶液中，加热至90℃反应1h，过滤，得到表面改性微珠，将表面改性微珠加入去离子水中，加入7g氧化石墨烯/银纳米复合物、10g纳他霉素，加热至70℃，搅拌反应3h，过滤，得到抗菌防霉剂，含有5wt％的氧化石墨烯/银纳米复合物和7wt％的纳他霉素。
对比例1
与制备例2相比，未添加纳他霉素，其他条件均不改变。
S5.将100g多孔微珠加入200mL含有5wt％硅烷偶联剂KH560的水溶液中，加热至90℃反应1h，过滤，得到表面改性微珠，将表面改性微珠加入去离子水中，加入17g氧化石墨烯/银纳米复合物，加热至70℃，搅拌反应3h，过滤，得到抗菌防霉剂，含有12wt％的氧化石墨烯/银纳米复合物。
对比例2
与制备例2相比，未添加氧化石墨烯/银纳米复合物，其他条件均不改变。
S5.将100g多孔微珠加入200mL含有5wt％硅烷偶联剂KH560的水溶液中，加热至90℃反应1h，过滤，得到表面改性微珠，将表面改性微珠加入去离子水中，加入17g纳他霉素，加热至70℃，搅拌反应3h，过滤，得到抗菌防霉剂，含有12t％的纳他霉素。
制备例3抗菌防霉剂
由以下方法制备而成：
S1.将1g分散剂聚乙烯蜡溶于200mL四氢呋喃后，通入氮气，加入100g苯乙烯和70g丙烯单体，直至四氢呋喃对丙烯的吸收达到饱和，加入0.5g引发剂过氧化二叔丁基，升温至50℃，反应2h，过滤，得到PP/PS微珠；
S2.将100g PP/PS微珠均匀分散于200mL四氢呋喃中，溶胀2h，加入35g一氯二甲醚和1g催化剂三氯化铁，70℃反应1h，加入5g乙二醇处理0.5h后，过滤，得到多孔微珠；
S3.采用Hummers法制备氧化石墨烯；
S4.将10g氧化石墨烯加入去离子水中，超声处理0.5h，得到均一的氧化石墨烯-水分散液，避光加入2g钛酸四丁酯，剧烈搅拌反应1h，过滤，去离子水反复洗涤，即得氧化石墨烯/TiO2纳米复合物；
S5.将100g多孔微珠加入200mL含有2.5wt％硅烷偶联剂KH580的水溶液中，加热至70℃反应0.5h，过滤，得到表面改性微珠，将表面改性微珠加入去离子水中，加入4g氧化石墨烯/TiO2纳米复合物、5g纳他霉素，加热至50℃，搅拌反应1h，过滤，得到抗菌防霉剂，含有2wt％的氧化石墨烯/TiO2纳米复合物和3wt％的纳他霉素。
制备例4抗菌防霉剂
由以下方法制备而成：
S1.将1g分散剂聚乙烯醇溶于200mL四氢呋喃后，通入氮气，加入200g苯乙烯和150g丙烯单体，直至四氢呋喃对丙烯的吸收达到饱和，加入0.7g引发剂过氧化甲乙酮，升温至70℃，反应5h，过滤，得到PP/PS微珠；
S2.将100g PP/PS微珠均匀分散于200mL四氢呋喃中，溶胀5h，加入55g一氯二甲醚和1.2g催化剂三氯化铝，90℃反应3h，加入10g乙二醇处理1h后，过滤，得到多孔微珠；
S3.采用Hummers法制备氧化石墨烯；
S4.将10g氧化石墨烯加入去离子水中，超声处理1h，得到均一的氧化石墨烯-水分散液，避光加入5g钛酸四丁酯，剧烈搅拌反应2h，过滤，去离子水反复洗涤，即得氧化石墨烯/TiO2纳米复合物；
S5.将100g多孔微珠加入200mL含有5wt％硅烷偶联剂KH570的水溶液中，加热至90℃反应1h，过滤，得到表面改性微珠，将表面改性微珠加入去离子水中，加入7g氧化石墨烯/TiO2纳米复合物、10g纳他霉素，加热至70℃，搅拌反应3h，过滤，得到抗菌防霉剂，含有5wt％的氧化石墨烯/TiO2纳米复合物和7wt％的纳他霉素。
对比例3
与制备例4相比，未添加纳他霉素，其他条件均不改变。
S5.将100g多孔微珠加入200mL含有5wt％硅烷偶联剂KH570的水溶液中，加热至90℃反应1h，过滤，得到表面改性微珠，将表面改性微珠加入去离子水中，加入17g氧化石墨烯/TiO2纳米复合物，加热至70℃，搅拌反应3h，过滤，得到抗菌防霉剂，含有12wt％的氧化石墨烯/TiO2纳米复合物。
实施例1
原料组成(重量份)：PP母粒100份、PS母粒150份、制备例1制得的抗菌防霉剂5份、微晶纤维素5份、邻苯二甲酸丁苄酯1份、聚丁二烯橡胶1份、三癸酯1份、2，4，6-三(2'正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪1份。
制备方法：
S1.将PP母粒、PS母粒、抗菌防霉剂、微晶纤维素、邻苯二甲酸丁苄酯、聚丁二烯橡胶、三癸酯、2，4，6-三(2'正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪按照配比加入到双螺杆挤出机中进行混炼挤出；
S2.将步骤S1挤出的材料输送到单螺杆挤出机上进行挤出造粒，从而得到长效抗菌防霉PP/PS塑料。
混炼挤出过程中的四个温度段为：加料段110℃，输送段125℃，熔融段135℃，和挤出段140℃。
实施例2
原料组成(重量份)：PP母粒200份、PS母粒250份、制备例2制得的抗菌防霉剂15份、微晶纤维素10份、邻苯二甲酸二异丁酯5份、邻苯二甲酸二异丁酯5份、四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯5份、六甲基磷酰三胺3份。
制备方法：
S1.将PP母粒、PS母粒、抗菌防霉剂、微晶纤维素、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、六甲基磷酰三胺按照配比加入到双螺杆挤出机中进行混炼挤出；
S2.将步骤S1挤出的材料输送到单螺杆挤出机上进行挤出造粒，从而得到长效抗菌防霉PP/PS塑料。
混炼挤出过程中的四个温度段为：加料段120℃，输送段135℃，熔融段145℃，和挤出段150℃。
实施例3
原料组成(重量份)：PP母粒150份、PS母粒200份、制备例2制得的抗菌防霉剂10份、微晶纤维素7份、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯3份、聚丁二烯橡胶3份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚3份、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯2份。
制备方法：
S1.将PP母粒、PS母粒、抗菌防霉剂、微晶纤维素、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、聚丁二烯橡胶、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯按照配比加入到双螺杆挤出机中进行混炼挤出；
S2.将步骤S1挤出的材料输送到单螺杆挤出机上进行挤出造粒，从而得到长效抗菌防霉PP/PS塑料。
混炼挤出过程中的四个温度段为：加料段115℃，输送段130℃，熔融段140℃，和挤出段145℃。
实施例4
与实施例3相比，抗菌防霉剂由制备例4制得，其他条件均不改变。
实施例5
与实施例3相比，抗菌防霉剂由制备例2和制备例4制得的抗菌防霉剂按照1:1混合而成，其他条件均不改变。
对比例4
与实施例3相比，抗菌防霉剂由对比例1制得，其他条件均不改变。
对比例5
与实施例3相比，抗菌防霉剂由对比例2制得，其他条件均不改变。
对比例6
与实施例3相比，抗菌防霉剂由对比例3制得，其他条件均不改变。
测试例1抗菌防霉性能测试
测试对象：实施例1-5和对比例4-6制得的长效抗菌防霉PP/PS塑料，以及市售抗菌防霉PP/PS塑料。
将长效抗菌防霉PP/PS塑料在95℃恒温烘箱中烘干5小时，然后加热注射成50mm×50mm的塑料样品，进行抗菌试验。
对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性
按照标准GB21551.2-2010的试验方法1贴膜法进行测试，检测用菌：大肠埃希氏菌；金黄色葡萄球菌；白色念珠菌；每个实施例和对比例平行测试5个，取平均值。结果见表1。
表1
1、对霉菌的抑制率
按照标准QB/T 2591(2003)的试验方法进行测试，检测用菌：黑曲霉、土曲霉、球毛壳，每个实施例和对比例平行测试5个，取平均值。结果见表2。
表2
组别
黑曲霉长霉等级
土曲霉长霉等级
球毛壳长霉等级
实施例1
1级
0级
0级
实施例2
0级
0级
1级
实施例3
0级
0级
0级
实施例4
0级
0级
0级
实施例5
0级
0级
0级
对比例4
2级
1级
2级
对比例5
1级
0级
1级
对比例6
2级
1级
1级
市售
2级
2级
2级
测试例2力学性能测试
测试对象：实施例1-5和对比例4-6制得的长效抗菌防霉PP/PS塑料，以及市售抗菌防霉PP/PS塑料。
拉伸强度按照GB/T1040.1-2018方法检测；
弯曲性能按照GB/T9341-2008方法检测；
冲击强度按照GB/T1843方法检测；
结果见表3。
表3
测试例3耐老化性能测试
测试对象：实施例1-5和对比例4-6制得的长效抗菌防霉PP/PS塑料，以及市售抗菌防霉PP/PS塑料。
在人工加速老化后对以上实施例及对比例得到的产品进行性能测试，其中老化条件为(90℃，500h)；结果见表4。
表4
测试例4耐高温性能进行测试
测试对象：实施例1-5和对比例4-6制得的长效抗菌防霉PP/PS塑料，以及市售抗菌防霉PP/PS塑料。
热变形温度按ISO75进行，试样尺寸为120mm×10mm×3mm，载荷为1.8MPa，结果如表5所示。
表5
由上表可知，本发明实施例制得的抗菌塑料具有良好的力学性能、抗老化性能以及耐高温性能。
对比例4、对比例5、对比例6与实施例3相比，分别采用对比例1、2、3制得的抗菌防霉剂，对比例1、2、3中仅仅添加了氧化石墨烯/银纳米复合物、者纳他霉素、氧化石墨烯/TiO2纳米复合物，其抗菌防霉效果显著下降，对比例4、6的抗菌性较好，对比例5的防霉性较好，纳他霉素是一种天然防霉剂，其作用机理是与真菌的麦角甾醇以及其他甾醇基团结合，阻遏麦角甾醇生物合成，从而使细胞膜畸变，最终导致渗漏，引起细胞死亡，两者进行复配后，可以杀灭或者抑制大部分细菌、真菌等的增值，从而起到高效抗菌的效果，二氧化钛纳米级复合物通过光催化性能，有效抑制细菌滋生，防止霉菌生长，银纳米复合物能逸散出银离子，从而高效抑制细菌滋生；另一方面，对比例5的耐老化性能、力学性能优于对比例4、6，可见纳他霉素的添加还具有一定的增韧、提高力学性能、耐老化性能的特点。
实施例5与对比例3相比，添加了制备例2和制备例4制得的抗菌防霉剂，其效果最佳，可见，两种抗菌防霉剂的添加具有协同增效的作用。
与现有技术相比，本发明制备了一种抗菌防霉剂，以PP/PS材料为微球的主体材料，通过附加交联反应，在苯乙烯的苯环上与氯甲基化试剂一氯二甲醚发送高交联度的反应，形成亚甲基桥，从而得到高比表面积的微珠，进一步通过造孔剂乙二醇的作用，使得本来高比表面积的多孔微珠具有更多更深的孔道，进一步提高其比表面积；
另一方面，本发明通过银镜反应，在氧化石墨烯表面键连，形纳米成复合物，与纳他霉素一起，在硅烷偶联剂的作用下偶联在多孔微珠的孔道内，从而高效负载抗菌剂氧化石墨烯/银纳米复合物和防霉剂纳他霉素，纳他霉素是一种天然防霉剂，其作用机理是与真菌的麦角甾醇以及其他甾醇基团结合，阻遏麦角甾醇生物合成，从而使细胞膜畸变，最终导致渗漏，引起细胞死亡，两者进行复配后，可以杀灭或者抑制大部分细菌、真菌等的增值，从而起到高效抗菌的效果，同时还具有较好的增韧性能；
本发明另一方案，通过溶胶凝胶法将钛酸四丁酯水解得到二氧化钛，在氧化石墨烯表面键连，形纳米成复合物，与纳他霉素一起，在硅烷偶联剂的作用下偶联在多孔微珠的孔道内，从而高效负载抗菌防霉剂氧化石墨烯/TiO2纳米复合物和纳他霉素，二氧化钛纳米级复合物通过光催化性能，有效抑制细菌滋生，防止霉菌生长；
本发明的另一种方法是，在PP/PS塑料中同时加入负载了氧化石墨烯/银纳米复合物和纳他霉素的微珠和负载量氧化石墨烯/TiO2纳米复合物和纳他霉素的微珠，两种微珠分别通过银离子抗菌和二氧化钛光催化抑菌的机理提高塑料的抗菌防霉性能；
本发明制得的微珠以PP/PS为主体，与本发明塑料的基材一致，从而提高了微珠与基体的相容性，从而不会抗菌防霉剂的添加不会影响塑料的力学性能，具有较好的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种抗老化耐腐蚀室外光缆及其制备方法