一种抗菌疏水海绵的制备方法技术

本发明专利技术涉及海绵领域，尤其涉及一种抗菌疏水海绵的制备方法，所述制备方法包括：1)配料，按照比例称取各组分；2)以增强剂制备混合溶液；3)以步骤2)所制得的混合溶液对BC凝胶海绵体进行强化改性；4)利用剩余各组分对改性后基体的综合性能进行调节以及提高，并进行适当硫化处理。本发明专利技术方法所制得的抗菌疏水海绵具有良好的疏水和防水性能，能够在海绵吸水后实现快速干燥，此外还具有良好的抗菌杀菌效果，能够在一定程度上实现对常见致病菌的快速杀除和防霉，并具有良好的力学性能，尤其在弹性模量及压缩永久变形值两方面具有极优秀的表现。

Preparation of an Antibacterial and Hydrophobic Sponge

The invention relates to the sponge field, in particular to a preparation method of an antibacterial hydrophobic sponge, and the preparation method comprises the following steps: 1) mixing ingredients, weighing each component according to the proportion; 2) preparing the mixed solution with the intensifier; 3) strengthening the modification of the BC gel sponge with the mixed solution prepared by step 2; and 4) using the remaining components to adjust and improve the comprehensive properties of the modified matrix. Suitable vulcanization treatment was carried out. The antimicrobial hydrophobic sponge prepared by the method has good hydrophobic and waterproof properties, can realize rapid drying after the sponge absorbs water, has good antimicrobial and bactericidal effects, can quickly kill and prevent common pathogenic bacteria to a certain extent, and has good mechanical properties, especially has excellent elastic modulus and compression permanent deformation value. Show performance.

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌疏水海绵的制备方法
本专利技术涉及海绵领域，尤其涉及一种抗菌疏水海绵的制备方法。
技术介绍
海绵是一种极为常见的多孔材料，具有良好的吸水性，部分具有良好的弹性、变形恢复性等等性能，能够用于清洁物品或用于生产一些舒适柔软的座垫。人们常用的海绵由木纤维素纤维或发泡塑料聚合物制成。另外，也有由海绵动物制成的天然海绵，大多数天然海绵用于身体清洁或绘画。另外，还有三类其他材料制成的合成海绵，分别为低密度聚醚(不吸水海绵)、聚乙烯醇(高吸水材料，无明显气孔)和聚酯。目前来说，市场上海绵的生成成本与海绵密度呈正相关，密度越高成本也越高，但低密度海绵的物理性能往往不如高密度海绵，特别是在作为座垫等方面的使用，因而寻求一种低密度却有良好力学性能能够符合国际上座垫海绵所需力学性能标准的低密度高弹性海绵是一大发展方向。同时目前海绵的制备过程中产生的污染较大，海绵多为人造高聚物难以降解，发泡剂在发泡过程中对人造成危害、对环境造成污染，也是一个亟待解决的问题。中国专利局于2017年2月15日公布了一个一种低密度高承载海绵及制作工艺的专利技术专利申请文件，申请公布号为CN106397711A，该专利技术专利通过降低海绵的发泡密度，使得生产相同体积的海绵时所需的生产物料大幅减少，降低了生产成本，另一方面选用了聚醚多元醇和聚合物多元醇提高了海绵的硬度，避免了因密度过低而造成物理性能下降的问题。但其仍存在海绵的制备过程中产生的污染较大，人造高聚物难以降解，发泡剂在发泡过程中对人造成危害、对环境造成污染的问题。但是，作为座垫等方面使用的海绵体却在吸水性和透气性、弹性等性能上却存在一定的矛盾性，由于海绵结构的高孔隙率，其通常具有良好的吸水性和保水性能，作为座垫使用时其吸水后却存在不易干的问题，不小心在座垫上打翻水杯等使得座垫吸水后需要较长时间才能够完全干去，并且在海绵潮湿后极为容易滋生细菌。因此，研制一种具有良好的透气性和弹性，却同时具有抗菌性能却具备疏水性能的座垫海绵是非常重要的。
技术实现思路
为解决现有的海绵作为座垫使用时其吸水后却存在不易干的问题，不小心在座垫上打翻水杯等使得座垫吸水后需要较长时间才能够完全干去，并且在海绵潮湿后极为容易滋生细菌的问题，本专利技术提供一种抗菌疏水海绵的制备方法，其具有良好的疏水防水性能，能够使得吸水后的海绵快速干燥，并且具有杀除常见细菌的能力。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种抗菌疏水海绵的制备方法，所述制备方法包括以下制备步骤：1)按照BC凝胶海绵体100重量份，3-羟基丁酸-co-4羟基丁酸共聚酯11～20重量份，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯5～8重量份，氯仿5～10重量份，柔韧改性剂2.5～4重量份，主增强剂4～8重量份，辅助增强剂3～6重量份，硫化剂2.15～3.5重量份和辅助硫化剂0.35～0.55重量份的比例称取各组分进行配料；2)将主增强剂溶于适量的水中置于80～90℃条件下超声震荡36～48h，配制成4～6.5wt％的增强剂水溶液，加入辅助增强剂，置于65～75℃条件下超声震荡3～5h，得到混合溶液；3)将BC凝胶海绵体浸渍于步骤2)所得的混合溶液中，置于85～90℃水浴中超声震荡12～18h，随后静置20～28h，取出浸渍后的细菌纤维素水凝胶块，以吸水纸吸去其表面溶液，再将其置于-25～-30℃条件下冷冻5～6h，置于1～4℃条件下解冻2～3.5h，置于15～20℃条件下解冻2～2.5h，此为一个循环，重复此循环4～6次，得到改性基体；4)将3-羟基丁酸-co-4羟基丁酸共聚酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、氯仿、柔韧改性剂、硫化剂和辅助硫化剂溶于无水乙醇配制成合浓度为40～55wt％的乙醇溶液，并将步骤3)所制得的改性基体置于其中浸渍6～8h，再置于100～115℃条件下水热12～16h，冷却至20～25℃后用水洗涤表面残留物，先用无水乙醇浸渍进行溶剂置换，再用叔丁醇浸泡进行溶剂置换，最后对置换完成的复合醇凝胶进行冷冻干燥得到抗菌疏水海绵。BC为细菌纤维素(Bacterialcellulose)的简称，其也是由醋酸菌属(Acetobacter)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、根瘤菌属(Rhizobium)和八叠球菌属(Sarcina)等中的某种微生物合成的纤维素的统称。细菌纤维素以纯纤维素的形式存在，具有与植物或海藻产生的纤维素类似的结构，其具有致密的三维网络结构，纤维直径在30～100nm之间，是植物纤维素纤维的1/10～1/100之间，其化学结构分子式中含有丰富的羟基基团，分子内和分子间又存在大量的氢键，且其分子中吡喃葡萄糖的相邻六个碳原子呈稳定的椅式结构，稳定性极佳，同时具备极高的弹性性能。因此，细菌纤维素具有几个独特的物理化学性质：低密度、高纯度、高结晶度、超精细纳米网络结构、高持水能力、高弹性模量、良好的生物相容性和生物合成的可调控性。因此以细菌纤维素水凝胶块为基体材料制备海绵体，可使得所制备的海绵体具有极为优秀的力学性能和极为稳定的化学性质，并且生物相容性极为优秀，相较于普通海绵体的人造成分，其对人体危害几乎为零，并且在自然条件下可进行讲解，对环境极为友好，是一种绿色环保的基体材料。但很显然，细菌纤维素海绵体由于其高持水性能存在着不易干的问题。因而加入3-羟基丁酸-co-4羟基丁酸共聚酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯对其进行改善。3-羟基丁酸-co-4-羟基丁酸共聚酯别称为P3/4HB，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯俗称PBAT，利用3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯对细菌纤维素所制备的BC凝胶海绵体进行改善，可使其二者在BC凝胶海绵体宏观表面及孔隙结构的表面包覆一层极薄的疏水膜，降低细菌纤维素和水分子的结合力甚至实现完全阻隔，使得细菌纤维素所制备的BC凝胶海绵体的持水性能大大下降，进而具备良好的疏水和防水性能。此外，加入氯仿可极大地强化BC凝胶海绵体的抗菌性能。氯仿是三氯甲烷的俗称，是一种无色透明液体，不燃易挥发。在本专利技术中氯仿主要起氯化剂的作用，其是一种具有极高氯含量的有机物，并且在一定条件下氯易分离，分离后的氯可对BC凝胶海绵体产生氯化的作用，提高BC凝胶海绵体的含氯量，含氯量的上升可大幅度提高海绵体的抗菌、杀菌及防霉能力，并且由于其氯化后产生的氯多以氯离子的形式存在，而Cl+可以直接转移到生物如霉菌、病菌等的接收器上，从而将接触细菌直接杀死，因此氯化后的BC凝胶海绵体具有非常强效的杀菌、抗菌和防霉能力。作为优选，步骤1)所述配料按照BC凝胶海绵体100重量份，3-羟基丁酸-co-4羟基丁酸共聚酯12～15.5重量份，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯6.2～6.8重量份，氯仿7～7.5重量份，柔韧改性剂2.95～3.2重量份，主增强剂4.55～6.2重量份，辅助增强剂4.2～5.2重量份，硫化剂2.85～3.15重量份和辅助硫化剂0.45～0.5重量份的比例称取各组分。作为优选，步骤1)所述配料按照BC凝胶海绵体100重量份，3-羟基丁酸-co-4羟基丁酸共聚酯13.5重量份，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯6.55重量份，氯仿7.5重量份，柔韧改性剂3.15重量份，主增强剂4.95重量份，辅助增强剂4.5重量份，硫化剂3重量份和辅助本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌疏水海绵的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下制备步骤：1)按照BC凝胶海绵体100重量份，3‑羟基丁酸‑co‑4羟基丁酸共聚酯11～20重量份，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯5～8重量份，氯仿5～10重量份，柔韧改性剂2.5～4重量份，主增强剂4～8重量份，辅助增强剂3～6重量份，硫化剂2.15～3.5重量份和辅助硫化剂0.35～0.55重量份的比例称取各组分进行配料；2)将主增强剂溶于适量的水中置于80～90℃条件下超声震荡36～48h，配制成4～6.5wt％的增强剂水溶液，加入辅助增强剂，置于65～75℃条件下超声震荡3～5h，得到混合溶液；3)将BC凝胶海绵体浸渍于步骤2)所得的混合溶液中，置于85～90℃水浴中超声震荡12～18h，随后静置20～28h，取出浸渍后的细菌纤维素水凝胶块，以吸水纸吸去其表面溶液，再将其置于‑25～‑30℃条件下冷冻5～6h，置于1～4℃条件下解冻2～3.5h，置于15～20℃条件下解冻2～2.5h，此为一个循环，重复此循环4～6次，得到改性基体；4)将3‑羟基丁酸‑co‑4羟基丁酸共聚酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、氯仿、柔韧改性剂、硫化剂和辅助硫化剂溶于无水乙醇配制成合浓度为40～55wt％的乙醇溶液，并将步骤3)所制得的改性基体置于其中浸渍6～8h，再置于100～115℃条件下水热12～16h，冷却至20～25℃后用水洗涤表面残留物，先用无水乙醇浸渍进行溶剂置换，再用叔丁醇浸泡进行溶剂置换，最后对置换完成的复合醇凝胶进行冷冻干燥得到抗菌疏水海绵。...

【技术特征摘要】
1.一种抗菌疏水海绵的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下制备步骤：1)按照BC凝胶海绵体100重量份，3-羟基丁酸-co-4羟基丁酸共聚酯11～20重量份，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯5～8重量份，氯仿5～10重量份，柔韧改性剂2.5～4重量份，主增强剂4～8重量份，辅助增强剂3～6重量份，硫化剂2.15～3.5重量份和辅助硫化剂0.35～0.55重量份的比例称取各组分进行配料；2)将主增强剂溶于适量的水中置于80～90℃条件下超声震荡36～48h，配制成4～6.5wt％的增强剂水溶液，加入辅助增强剂，置于65～75℃条件下超声震荡3～5h，得到混合溶液；3)将BC凝胶海绵体浸渍于步骤2)所得的混合溶液中，置于85～90℃水浴中超声震荡12～18h，随后静置20～28h，取出浸渍后的细菌纤维素水凝胶块，以吸水纸吸去其表面溶液，再将其置于-25～-30℃条件下冷冻5～6h，置于1～4℃条件下解冻2～3.5h，置于15～20℃条件下解冻2～2.5h，此为一个循环，重复此循环4～6次，得到改性基体；4)将3-羟基丁酸-co-4羟基丁酸共聚酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、氯仿、柔韧改性剂、硫化剂和辅助硫化剂溶于无水乙醇配制成合浓度为40～55wt％的乙醇溶液，并将步骤3)所制得的改性基体置于其中浸渍6～8h，再置于100～115℃条件下水热12～16h，冷却至20～25℃后用水洗涤表面残留物，先用无水乙醇浸渍进行溶剂置换，再用叔丁醇浸泡进行溶剂置换，最后对置换完成的复合醇凝胶进行冷冻干燥得到抗菌疏水海绵。2.根据权利要求1所述的一种抗菌疏水海绵的制备方法，其特征在于，步骤1)所述配料按照BC凝胶海绵体100重量份，3-羟基丁酸-co-4羟基丁酸共聚酯12～15.5重量份，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯6.2～6.8重量份，氯仿7～7.5重量份，柔韧改性剂2.95～3.2重量份，主增强剂4.55～6.2重量份，辅助增强剂4....

【专利技术属性】
技术研发人员：卢伟，蔡盼盼，
申请(专利权)人：德清顾舒家华高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33