用以增强高吸水性树脂吸收性能的石墨烯组合物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种石墨烯抗菌组合物的制备方法，其重量份组成为茶皂素5‑45份，氧化石墨烯10‑50份，分散剂0.01‑2份，并由下列步骤制得：步骤1、将适量茶皂素溶解于去离子水中，形成质量浓度为5％‑20％的茶皂素溶液；步骤2、在去离子水中加入分散剂，并搅拌均匀，然后将氧化石墨烯加入到去离子水中，使得氧化石墨烯的浓度为0.2‑20mg/mL，超声分散30‑240min而形成石墨烯悬浮液；步骤3、将步骤2的石墨烯悬浮液加到步骤1的茶皂素溶液中，继续超声分散30‑120min，形成茶皂素插层石墨烯悬浮液；步骤4、将步骤3的茶皂素插层石墨烯悬浮液通过冷冻、干燥处理，获得粉末状的茶皂素插层石墨烯。

Preparation of an antibacterial composition of graphene and antibibulous resin

The invention relates to a method for preparing graphene antibacterial composition, the weight of a group of tea saponin 5 become 45, 10 graphene oxide dispersant 0.01 50 copies, 2 copies, and consists of the following steps: Step 1, the amount of tea saponin dissolved in deionized water, the formation of mass concentration 5% 20% tea saponin solution; step 2, adding dispersant in deionized water, and stir evenly, then the graphene oxide is added in the deionized water, the concentration of graphene oxide is 0.2 20mg/mL, 30 ultrasonic dispersion 240Min and the formation of graphene suspension; step 3, step 2 graphene suspension to the steps of tea saponin was 1, to 30 120min ultrasonic dispersion, the formation of tea saponin intercalated graphene suspension; step 4, step 3 of the tea saponin intercalated graphene suspensions by freezing and drying, The powder form of the tea saponin intercalated graphene was obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯抗菌组合物的制备方法与抗菌高吸水性树脂
本专利技术属于功能性抗菌材料的研究领域，特别涉及一种氧化石墨烯抗菌组合物。
技术介绍
高吸水性树脂(superabsorbentpolymer，SAP)是具有较高吸水性能和保水性能的高分子聚合物的总称。在国外，20世纪50年代初，美国Goodrich公司开发了交联聚丙烯酸树脂，随后美国农业部北方研究中心Russell等人于1961年着手研究淀粉与丙烯腈的接枝技术；到了1978年，日本三洋化成公司研发并产业化生产淀粉接枝聚丙烯酸共聚型高吸水性树脂。在国内，高吸水性树脂研究起步于20世纪80年代初，由于起步晚、发展时间短等客观因素，我国生产的高吸水性树脂创新能力及技术开发能力都无法与国外相比。起初，高吸水性树脂主要作为保水剂，广泛应用于是农业
，随着高吸水性树脂作为吸收载体在一次性卫生用品中的大量使用，国内外对高吸水性树脂的需求量开始急剧膨胀，平均年增长率高达30％～40％，对品种、合成途径、性能及应用领域等方面的研究日趋成熟。根据高吸收树脂的原料来源不同，高吸收树脂大致可分为三大系列：淀粉系、纤维素系、合成系，其中合成系中的聚丙烯酸盐类由于原来来源丰富、价格低廉、长期保存、综合吸水性能优良等特点成为当前研究的重点。合成系中的聚丙烯酸盐类高吸水性树脂引起具有良好的吸收性能，作为吸收介质在一次性卫生用品中得到广泛的应用，因此，目前国内对聚丙烯酸型高吸水性树脂的研究都是基于其在一次性卫生品中的应用性能的研究，包括低单体残留量技术、耐压吸水率、高速吸水速率以及抗结块性能等，但是，对聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的抗菌、耐盐吸收以及加压吸收性能的研究较少。总所周知，人的尿液成份复杂，其主要含有尿素和各种无机盐离子，如Na+、Cl-、K+、SO42-等，同时，人的尿液在各种微生物的作用下转化为未到难闻的氨的气味，对于长期服药的人来说，其尿液味道更为严重，特别容易引起心里疾病及各种皮肤疾病，如红疹等。因此，随着人们生活水平的提高和健康意识的加强，具有抗菌性能的一次性卫生用品已经成为人们生活中不可缺少的一部分，由于银离子对人体细胞和免疫系统安全无毒，且抗菌性能极佳，所以制备无机抗菌剂通常使用银离子及其化合物，具有抗菌活性的金属离子有银、铬、钴、镍、铝、铜、锌、铁等离子，从安全性和抗菌性共同考虑，Ag+最好，Zn2+次之，因此，银离子抗菌剂在无机抗菌剂中占有主导地位。但是，通过添加纳米银离子于妇幼的贴身日用品中达到抗菌效果，对使用者的身体存在较大的安全隐患，表现在以下缺陷：(1)Ag+容易被还原成单质银而变为黑色，影响银离子抗菌剂在浅色制品中的应用，抗变色能力差；(2)在碱性环境中易生成Ag2O沉淀，缓释性能差，影响抗菌持久性；(3)Ag+遇Cl-的物品或环境时，容易生成AgCl沉淀即银沉淀现象导致其抗菌性能明显减弱甚至失效，耐盐性能较差，(4)载银量较低，抗菌效果有效。为克服这一问题，研究人员在以往的研究中还发现石墨烯具有一定的抗菌性能，例如在《美国化学会-纳米》(ACS-Nano，2010年第4卷4317页)报道了一种由氧化石墨烯还原的石墨烯纸具有一定的抗菌性能。随后出现一系列基于石墨烯/金属离子(如银粒子、铜离子)复配的复合抗菌材料。如：公告号为106582327A的专利技术专利公开了一种载银氧化石墨烯-聚乙烯醇超滤膜及其制备与应用，所述方法先用含氨基的硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行表面修饰，然后络合吸附银离子，经还原剂还原，得到载银氧化石墨烯，将载银氧化石墨烯与成孔剂均匀分散于聚乙烯醇溶液中，经静置脱泡、成膜、脱膜得到超滤膜，该超滤膜具有优异的抗菌性能。公告号为CN105671686B的专利技术专利公开了一种海藻酸盐-石墨烯-纳米氧化亚铜复合抗菌纤维的制备方法，其通过将石墨烯加入至铜盐溶液制得混合溶液A，然后，按体积比9-9：1-5，将上述混合溶液A加入到海藻酸钠水溶液中，并加入葡萄糖或抗坏血酸作还原剂，反应得到海藻酸钠-石墨烯-纳米氧化亚铜凝胶，再经负压除泡、静置、陈化得到纺丝液，然后成膜、凝固成形，并经水洗、热拉定幅、烘干，即得成品，具有内部结构均匀一致，粒径可控的特点，具有很好的吸水性和透气性能。又如公告号为CN104255792A的专利技术专利公开了一种多酚类化合物修饰还原载银石墨烯抗菌水凝胶的制备方法，具体为：将一定量的氧化石墨烯、多酚类化合物加入到去离子水中，超声分散得到均匀混合溶液，之后加热到80～100℃反应4～20h，冷却后即得到多酚类修饰石墨烯水凝胶。然后将得到的多酚类修饰石墨烯水凝胶浸泡在一定浓度的硝酸银水溶液中，待反应完全后即得到抗菌水凝胶。本专利技术反应条件温和，省略了现有技术中常用的有毒有害的还原剂和有机溶剂，绿色环保。该抗菌水凝胶兼具三维石墨烯、多酚类化合物、银纳米粒子的优点，比表面积大、导电率高、抗菌效果优良、生物相容性好，可用于抗菌、传感、表面增强拉曼散射、生物标记等领域。公告号为CN104530293A的专利技术专利公开了化工领域的一种聚丙烯酸-氧化石墨烯复合物的制备方法，所述方法通过水溶液聚合法以氧化石墨烯作为填充体，N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂，与丙烯酸聚合制备超吸水复合材料。又如：公告号为CN106380544A的专利技术专利公开了一种氧化石墨烯掺杂的环境友好型高吸水树脂的制备方法：①将0.04-0.05g的氧化石墨加入到25-35mL去离子水中，超声分散35-45分钟，得到均匀分散的氧化石墨烯溶液；然后在氧化石墨烯溶液中加入0.7-0.75g的羧甲基纤维素，搅拌均匀得到透明的粘性溶液，氮气保护下将溶液加热至58-62℃，并保持氮气鼓泡25-35分钟；②在7-8g中和度40-90％的丙烯酸中加入0.004-0.005g的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，超声分散20-50分钟，得到均相溶液；③将步骤②得到溶液加入步骤①得到的溶液中，搅拌、氮气保护下升温至68-72℃下反应2.5-3.5小时，洗涤、干燥。然而，在前述基于石墨烯/金属离子复配所形成抗菌材料的现有技术中，存在如下技术问题：一方面，由于纳米金属离子呈颗粒状，其粒度为纳米级别，往往只能聚集在石墨烯的特定部位，无法均匀分布在表面，从而影响抗菌效果；同时，纳米金属离子与石墨烯无法紧密结合，特别是当纳米金属离子颗粒含量增加时，容易发生团聚现象，在使用过程中容易脱落，从而影响使用寿命及抗菌效果；另一方面，石墨烯在水中会发生团聚不能形成稳定的水溶液，限制了其更广泛的应用性。在公知
以石墨烯作为抗菌剂与单体溶液共聚而得石墨烯复合物。如采用了氧化石墨烯与聚合单体共聚而形成氧化石墨烯复合物，但由于在氧化石墨烯含有丰富的含氧官能团，借助于“π-π”作用以及范德华力，氧化石墨烯极易团聚而不易分散，严重抑制了氧化石墨烯在聚合物树脂中的作用。基于上述原因，本专利技术提供一种茶皂素插层石墨烯抗菌组合物，以及包含该茶皂素插层石墨烯抗菌组合物而获得具有优异抗菌性能的高吸水性树脂，所述高吸水性树脂具有优异抗菌性能、耐盐吸收性能和加压吸收性能。其中：一方面，石墨烯选择氧化石墨烯，更进一步地优选多孔氧化石墨烯，所述氧化石墨烯或多孔氧化石墨烯均含有丰富的含氧官能团。在文献(ACSNano，2010,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯抗菌组合物的制备方法，其特征在于：所述石墨烯抗菌组合物是茶皂素插层氧化石墨烯而形成的茶皂素插层石墨烯抗菌组合物；所述茶皂素插层石墨烯抗菌组合物由以下的重量份组成：茶皂素5‑45份，氧化石墨烯10‑50份，分散剂0.01‑2份，所述的茶皂素纯度为75％以上；所述茶皂素插层石墨烯抗菌组合物由下列步骤制得：步骤1：将适量茶皂素溶解于溶剂中，形成质量浓度为5％‑20％的茶皂素溶液；步骤2：在溶剂中加入分散剂，并搅拌均匀，然后将氧化石墨烯加入到溶剂中，使得氧化石墨烯的浓度为0.2‑20mg/mL，超声分散30‑240min而形成石墨烯悬浮液；步骤3：将步骤2的石墨烯悬浮液加到步骤1的茶皂素溶液中，继续超声分散30‑120min，形成茶皂素插层石墨烯悬浮液；步骤4：将步骤3的茶皂素插层石墨烯悬浮液通过冷冻、干燥处理，获得粉末状的茶皂素插层石墨烯组合物。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯抗菌组合物的制备方法，其特征在于：所述石墨烯抗菌组合物是茶皂素插层氧化石墨烯而形成的茶皂素插层石墨烯抗菌组合物；所述茶皂素插层石墨烯抗菌组合物由以下的重量份组成：茶皂素5-45份，氧化石墨烯10-50份，分散剂0.01-2份，所述的茶皂素纯度为75％以上；所述茶皂素插层石墨烯抗菌组合物由下列步骤制得：步骤1：将适量茶皂素溶解于溶剂中，形成质量浓度为5％-20％的茶皂素溶液；步骤2：在溶剂中加入分散剂，并搅拌均匀，然后将氧化石墨烯加入到溶剂中，使得氧化石墨烯的浓度为0.2-20mg/mL，超声分散30-240min而形成石墨烯悬浮液；步骤3：将步骤2的石墨烯悬浮液加到步骤1的茶皂素溶液中，继续超声分散30-120min，形成茶皂素插层石墨烯悬浮液；步骤4：将步骤3的茶皂素插层石墨烯悬浮液通过冷冻、干燥处理，获得粉末状的茶皂素插层石墨烯组合物。2.根据权利要求1所述的石墨烯抗菌组合物的制备方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪锡全，裴小苏，周丕严，刘若铎，
申请(专利权)人：浙江卫星新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33