一种ABS-壳聚糖季铵盐复合材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种ABS‑壳聚糖季铵盐复合材料的制备方法及其应用。该技术方案以ABS和壳聚糖季铵盐出发，首先筛选了适宜的表面活性剂，而后对反应条件进行了全面优化。实验结果表明，最佳表面活性剂为十二烷基硫酸钠，原料ABS、壳聚糖季铵盐、十二烷基硫酸钠三者的用量比为3:1:1，反应温度为105℃，反应时间为1h。基于以上实验条件，本发明专利技术成功合成了一种ABS‑壳聚糖季铵盐复合材料，进而运用差热(DTA)、热重(TG)、傅里叶红外光谱对制备过程进行了表征。在此基础上，本发明专利技术研究了复合材料的抗菌性能，结果表明，本发明专利技术所制备的复合材料较普通ABS材料具有更高的耐热性和明显的抗菌性，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种ABS-壳聚糖季铵盐复合材料的制备方法及其应用
本专利技术涉及抗菌材料
，具体涉及一种ABS-壳聚糖季铵盐复合材料的制备方法及其应用。
技术介绍
ABS树脂是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体共同组成的共聚物。其分子式可以表示为(C8H8)x·(C4H6)y·(C3H3N)z，但事实上ABS并不是简单的三种单体聚合，而是丙烯腈与苯乙烯发生共聚反应之后的共聚物与丁二烯的共聚物的混合物，其中，丙烯腈占15％～35％，丁二烯占5％～30％，苯乙烯占40％～60％，最常见的比例是A:B:S＝2:3:5，在此比例下的ABS的熔点为175℃。ABS树脂分子结构单元如以下式(1)所示。ABS树脂的分子结构多样，虽然不同的分子结构带来性能方面的差异，但ABS树脂普遍具有高弹性和刚性。壳聚糖季铵盐是壳聚糖极其重要的一类衍生物，具有抗菌活性高、无毒、易于接枝加工和适用范围广的特点，是有机抗菌材料中很重要的一种材料。壳聚糖虽然是水溶性高分子，但是不溶于中性水溶液，悬浮液不具有抗菌性。壳聚糖能溶于酸性的水溶液，溶于酸性溶液的壳聚糖溶液具有一定的抗菌性。但是壳聚糖季铵盐具有很好的溶解性，其水溶液抗菌效果比酸性壳聚糖水溶液的抗菌性更好。基于ABS优良的力学性能和加工性能，以及壳聚糖季铵盐优异的抗菌性和广泛的应用领域，如果能通过化学方法实现二者的结合，则有望获得兼具二者良好特性的理想产品。然而如何在分子层面将二者偶联的同时，还能保持良好的机械性能和抗菌性能，现有技术尚难以实现。
技术实现思路
本专利技术旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种ABS-壳聚糖季铵盐复合材料的制备方法及其应用，以解决现有技术中缺乏此类复合材料的技术问题。本专利技术要解决的另一技术问题是在使ABS与壳聚糖季铵盐通过化学反应共价结合的情况下，如何保证产物兼具良好的机械性能和优异的抗菌特性。为实现以上技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种ABS-壳聚糖季铵盐复合材料的制备方法，包括以下步骤：取6gABS，加100mlN,N-二甲基甲酰胺溶液，在150℃回流搅拌1h直至完全溶解，得到ABS溶液；取60ml所述ABS溶液，在搅拌状态下加入20ml浓度为3％的壳聚糖季铵盐溶液，而后向其中加入20ml浓度为3％的十二烷基硫酸钠溶液，以105℃的温度反应1h，而后冷却至室温，向其中加入200ml无水乙醇溶液使之沉淀，离心取固相，自然晾晒1d，而后在烘箱中以60℃的温度烘干，即得到所述ABS-壳聚糖季铵盐复合材料。作为优选，所述ABS在使用前先进行如下处理：取6gABS，加100mlN，N-二甲基甲酰胺溶液，在150℃回流搅拌1h直至完全溶解；溶解后将该溶液冷却至室温，取50ml该溶液，向其中加入150ml无水乙醇溶液使之沉淀，离心取固相，自然晾晒1d，而后在烘箱中以60℃的温度烘干。作为优选，在该制备方法中，用十六烷基三甲基溴化铵或聚乙烯醇替换其中的十二烷基硫酸钠成分。同时，本专利技术进一步提供了另一种ABS-壳聚糖季铵盐复合材料的制备方法，包括以下步骤：取6gABS，加100mlN,N-二甲基甲酰胺溶液，在150℃回流搅拌1h直至完全溶解，得到ABS溶液；取150ml所述ABS溶液，向其中加入50ml浓度为3％的壳聚糖季铵盐、50ml浓度为3％的十二烷基硫酸钠溶液以及150ml蒸馏水，将该混合物在乳化机中以2500rpm的转速下乳化20min，即得到所述ABS-壳聚糖季铵盐复合材料。在此基础上，本专利技术进一步提供了利用上述ABS-壳聚糖季铵盐复合材料抑制微生物的应用。作为优选，该应用是将尺寸为10×10cm的无纺布完全浸入所述ABS-壳聚糖季铵盐复合材料中，充分搅拌后取出，将无纺布在玻璃板上自然晾干，而后将其与微生物接触。作为优选，所述微生物包括大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。本专利技术提供了一种ABS-壳聚糖季铵盐复合材料的制备方法及其应用。该技术方案以ABS和壳聚糖季铵盐出发，首先筛选了适宜的表面活性剂，而后对反应条件进行了全面优化。实验结果表明，最佳表面活性剂为十二烷基硫酸钠，原料ABS、壳聚糖季铵盐、十二烷基硫酸钠三者的用量比为3:1:1，反应温度为105℃，反应时间为1h。基于以上实验条件，本专利技术成功合成了一种ABS-壳聚糖季铵盐复合材料，进而运用差热(DTA)、热重(TG)、傅里叶红外光谱对制备过程进行了表征。在此基础上，本专利技术研究了复合材料的抗菌性能，结果表明，本专利技术所制备的复合材料较普通ABS材料具有更高的耐热性和明显的抗菌性，应用前景广阔。附图说明图1是ABS的红外图谱。图2是本专利技术所制备的复合材料的红外图谱。图3是图1、图2两种红外图谱的比较图。图4是ABS差热热重分析图。图5是本专利技术所制备的差热热重分析图。具体实施方式以下将对本专利技术的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员普遍理解的相同含义。实施例1一种ABS-壳聚糖季铵盐复合材料的制备方法，包括以下步骤：取6gABS，加100mlN,N-二甲基甲酰胺溶液，在150℃回流搅拌1h直至完全溶解，得到ABS溶液；取60ml所述ABS溶液，在搅拌状态下加入20ml浓度为3％的壳聚糖季铵盐溶液，而后向其中加入20ml浓度为3％的十二烷基硫酸钠溶液，以105℃的温度反应1h，冷却至室温，向其中加入200ml无水乙醇溶液使之沉淀，离心取固相，自然晾晒1d，在烘箱中以60℃的温度烘干，即得到所述ABS-壳聚糖季铵盐复合材料。其中，所述ABS在使用前先进行如下处理：取6gABS，加100mlN，N-二甲基甲酰胺溶液，在150℃回流搅拌1h直至完全溶解；溶解后将该溶液冷却至室温，取50ml该溶液，向其中加入150ml无水乙醇溶液使之沉淀，离心取固相，自然晾晒1d，在烘箱中以60℃的温度烘干。实施例2一种ABS-壳聚糖季铵盐复合材料的制备方法，包括以下步骤：取6gABS，加100mlN,N-二甲基甲酰胺溶液，在150℃回流搅拌1h直至完全溶解，得到ABS溶液；取60ml所述ABS溶液，在搅拌状态下加入20ml浓度为3％的壳聚糖季铵盐溶液，向其中加入20ml浓度为3％的十六烷基三甲基溴化铵溶液，以105℃的温度反应1h，冷却至室温，向其中加入200ml无水乙醇溶液使之沉淀，离心取固相，自然晾晒1d，在烘箱中以60℃的温度烘干，即得到所述ABS-壳聚糖季铵盐复合材料。实施例3一种ABS-壳聚糖季铵盐复合材料的制备方法，包括以下步骤：取6gABS，加100mlN,N-二甲基甲酰胺溶液，在150℃回流搅拌1h直至完全溶解，得到ABS溶液；取60ml所述ABS溶液，在搅拌状态下加入20ml浓度为3％的壳聚糖季铵盐溶液，向其中加入20ml浓度为3％的聚乙烯醇溶液，以105℃的温度反应1h，冷却至室温，向其中加入200ml无水乙醇溶液使之沉淀，离心取固相，自然晾晒1d，在烘箱中以60℃的温度烘干，即得到所述ABS-壳聚糖季铵盐复合材料。实施例4一种ABS-壳聚糖季铵盐复合材料的制备方法，包括以下步骤：取6gA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种ABS‑壳聚糖季铵盐复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：取6g ABS，加100ml N,N‑二甲基甲酰胺溶液，在150℃回流搅拌1h直至完全溶解，得到ABS溶液；取60ml所述ABS溶液，在搅拌状态下加入20ml浓度为3％的壳聚糖季铵盐溶液，而后向其中加入20ml浓度为3％的十二烷基硫酸钠溶液，以105℃的温度反应1h，冷却至室温，向其中加入200ml无水乙醇溶液使之沉淀，离心取固相，自然晾晒1d，在烘箱中以60℃的温度烘干，即得到所述ABS‑壳聚糖季铵盐复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种ABS-壳聚糖季铵盐复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：取6gABS，加100mlN,N-二甲基甲酰胺溶液，在150℃回流搅拌1h直至完全溶解，得到ABS溶液；取60ml所述ABS溶液，在搅拌状态下加入20ml浓度为3％的壳聚糖季铵盐溶液，而后向其中加入20ml浓度为3％的十二烷基硫酸钠溶液，以105℃的温度反应1h，冷却至室温，向其中加入200ml无水乙醇溶液使之沉淀，离心取固相，自然晾晒1d，在烘箱中以60℃的温度烘干，即得到所述ABS-壳聚糖季铵盐复合材料。2.根据权利要求1所述的一种ABS-壳聚糖季铵盐复合材料的制备方法，其特征在于所述ABS在使用前先进行如下处理：取6gABS，加100mlN，N-二甲基甲酰胺溶液，在150℃回流搅拌1h直至完全溶解；溶解后将该溶液冷却至室温，取50ml该溶液，向其中加入150ml无水乙醇溶液使之沉淀，离心取固相，自然晾晒1d，而后在烘箱中以60℃的温度烘干。3.根据权利要求1所述的一种ABS-壳聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗明献，张一丁，李珊珊，王海燕，张德军，
申请(专利权)人：廊坊市思丁生物科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13