一种改性聚丙烯腈树脂制备新型抗菌材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用腈基点击化学改性聚丙烯腈树脂制备具有强抗菌性的聚合物材料，在一定温度下通过加入叠氮化钠和硝酸银对腈基进行改性在80‑140摄氏度反应一段时间后制备对金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，耐药肠球菌，耐药绿脓杆菌多种细菌具有抗菌性能的改性材料，制备过程操作简便，产物纯净，原料便宜。

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚丙烯腈树脂制备新型抗菌材料的方法
本专利技术涉及一种利用腈基点击化学改性聚丙烯腈树脂简单快速制备新型抗菌树脂的方法，属于功能高分子材料领域。
技术介绍
近年来，随着城市化进程的不断加快和工业化水平的不断提高，社会对新型材料的需求日益渐增。聚丙烯腈（polyacrylonitrile,PAN）具有良好的稳定性和机械性,是一种重要的前体高分子材料,同时拥有优良的物理和化学性质。而银作为一种有效的杀菌剂，具有很强的杀菌效果。银离子、纳米银等具有强渗透性、安全无毒、强效杀菌、广谱抗菌性并且还可以有效促进受损细胞的修再生，还有能促进伤口的愈合。纳米银的抗菌应用范围也更加广泛，为抗菌事业开辟了广阔的前景。如用于信息产业、生态环境、日常生活用品、医药敷料等。其中在我们常见的婴儿产品中，奶品和餐具就是纳米银，同时它也是安全的材料。聚合物/纳米银复合材料结合了聚合物的优点和纳米银的优点。目前已经成为一种高效和具有发展潜力的功能材料，所以如何利用聚合物与银复合制备出新型高效的抗菌材料受到研究者们的广泛研究和探索。目前，溶液聚合和乳液聚合已经成为合成制备聚丙烯腈树脂强有力的手段之一。溶液聚合过程中体系粘度低，聚合热容易导出，散热和温度易控制，产品相对分子质量及分布比较稳定，生产成本较低；乳液聚合过程中聚合反应速度快，分子量高，聚合热易扩散，聚合反应温度易控制，聚合体系即使在反应后期粘度也很低，因而也适于制备高粘性的聚合物；用水作介质，生产安全及减少环境污染。随后采用腈基点击化学可使聚合物与银离子复合改性，使其具有抗菌性能。因此，通过自由基聚合已有的理论和合成技术，拓展新型抗菌性聚丙烯腈材料，是高分子工作者面临的新课题。本专利技术专利通过自由基聚合制备聚丙烯腈树脂后利用腈基点击化学方法对聚丙烯腈树脂进行改性，在高温下在硝酸银的催化下，聚丙烯腈部分腈基跟叠氮基团反应部分基团转化成四氮唑银，从而制备出具有抗菌性能的改性聚丙烯腈树脂。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种改性聚丙烯腈制备新型抗菌材料的方法。为达到上述目的，本专利技术具体技术方案是，一种通过自由基聚合和腈基点击技术制备强抗菌性的改性聚丙烯腈的聚合体系，其特征是：将溶液聚合或乳液聚合的自制的聚丙烯腈树脂溶解到溶剂中，体系加入叠氮化钠，硝酸银，在一定温度下通过腈基改性反应一段时间后制备具有抗菌性能的改性材料；其中按质量比，聚丙烯腈树脂：叠氮化钠：硝酸银=20~1000:1：1~10；所述聚丙烯腈分子量：1万~20万；所述溶剂：N,N-二甲基甲酰胺，二甲亚砜；所述温度：80-140摄氏度；所述反应时间：30分钟到96小时之间；所述细菌：金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，耐药肠球菌，耐药绿脓杆菌；因此，本专利技术要求保护应用上述改性聚丙烯体系制备具有高效抗菌性能抗菌材料的方法，包括以下步骤：①按照上述所述配方配制反应体系；②改性材料的抗菌性能考察。上述技术方案中，可以通过调整比例改善抗菌性能。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：1．本专利技术利用自由基聚合方法和腈基点击化学技术合成强抗菌性聚丙烯腈银膜，并用作抗菌材料，其对药性的病原菌有着全面的抗菌性能，如金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，耐药肠球菌，耐药绿脓杆菌，2．本专利技术使用反应体系制备过程操作简便，产物纯净，原料便宜，大大提高了产品质量，易实现工业化，3．本专利技术为抗菌性能高的功能性高分子材料的设计、合成提供理论依据。具体实施方式下面详细说明本专利技术并给出几个实施案例：实施例一：通过自由基聚合制备聚丙烯腈树脂。其中溶液聚合，在洗净的三颈瓶中,依次加入10毫升丙烯腈，30毫升的N,N-二甲基甲酰胺，最后加入引发剂AIBN，在氮气保护气氛下，置于60℃的水浴锅中聚合12个小时，将所得溶在N,N-二甲基甲酰胺后倒入大量甲醇中，得到白色沉淀物，将产物用去离子水洗净并烘干处理，即可得到聚丙烯腈。乳液聚合，分别将5毫升丙烯腈和5毫升十六烷均匀混合成油相，将0.5克的乳化剂十二烷基硫酸钠与20毫升的去离子水均匀混合成水相，然后在磁力搅拌作用下将油相慢慢加入到水相中，继续搅拌5分钟后形成粗乳液。在冰水浴和磁力搅拌的共同作用下，采用超声细胞破碎仪对粗乳液进行超声破碎，形成丙烯腈单体细乳液。将制备所得的AN单体细乳液转入四口烧瓶中，在30摄氏度恒温水浴和在400转/分转速的电动搅拌下通氮气30分钟，然后升温至60摄氏度后，加入50毫克引发剂过硫酸钾，通氮气并恒温反应6小时后，即可得到聚丙烯腈。实例二：通过腈基点击技术进行改性聚合物的制备，按质量比，单体：叠氮化钠：硝酸银=200:1：1，在三口瓶中，依次加入5克的聚丙烯腈、25毫克的叠氮化钠、25毫克的硝酸银，加入溶剂加入搅拌子，封口，将封管后的安瓿瓶置于120摄氏度下的磁力恒温油浴锅中按预定时间进行反应。反应结束后，取出封管，打开封管，用20毫升的DMF溶解，倒入400毫升的甲醇中，过夜放置后抽滤、洗涤，置于30摄氏度真空烘箱中干燥至恒重。对所得聚合物进行一系列表征。实施例三：将未改性和改性后的聚丙烯腈树脂在玻璃板上压制成膜后剪成6毫米*6毫米方形，将金黄葡萄球接种到液体培养基中，在转速为150转/分钟，37摄氏度下通过空气浴振荡器培养12小时。将培养的金黄葡萄球菌接种到金黄葡萄球菌固体培养基中，将剪成6毫米*6毫米方形聚合物材料放到培养基使膜与培养基充分接触，然后培养在37摄氏度的培养箱中培养24小时，观察抑菌圈。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性聚丙烯腈制备新型抗菌材料的方法，其特征是：将溶液聚合或乳液聚合的自制的聚丙烯腈树脂溶解到溶剂中，体系加入叠氮化钠，硝酸银，在一定温度下通过腈基改性反应一段时间后制备具有抗菌性能的改性材料；其中按质量比，聚丙烯腈树脂：叠氮化钠：硝酸银 = 20~1000:1：1~10；所述聚丙烯腈分子量：1 万 ~ 20 万；所述溶剂：N,N‑二甲基甲酰胺，二甲亚砜；所述温度：80‑140 摄氏度；所述反应时间：30分钟到96小时之间；所述细菌：金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，耐药肠球菌，耐药绿脓杆菌。

【技术特征摘要】
1.一种改性聚丙烯腈制备新型抗菌材料的方法，其特征是：将溶液聚合或乳液聚合的自制的聚丙烯腈树脂溶解到溶剂中，体系加入叠氮化钠，硝酸银，在一定温度下通过腈基改性反应一段时间后制备具有抗菌性能的改性材料；其中按质量比，聚丙烯腈树脂：叠氮化钠：硝酸银=20~1000:1：1~10；所述聚丙烯腈分子量：1万...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉薛，柏良久，陈厚，
申请(专利权)人：鲁东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37