本发明专利技术公开了一种壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料及其制备方法，属于高分子材料改性领域。所述抗菌聚丙烯材料包括聚丙烯树脂和负载型抗菌剂，其中以聚丙烯树脂为100重量份计，负载型抗菌剂为0.1~30重量份；所述负载型抗菌剂为壳聚糖/纳米银复合抗菌剂，其中纳米银负载在壳聚糖上，且纳米银与壳聚糖的质量比为1/100‑100/100。本发明专利技术所述的复合抗菌剂具有用量少，绿色环保，价格低廉，抗菌性能持久等优点，由此制得的抗菌聚丙烯材料不仅抗菌性能优异，而且其力学性能得以改善。除此之外，该抗菌聚丙烯材料制备工艺简单、易于操作，适用于工业化应用，具有很高的经济和社会价值。
【技术实现步骤摘要】
一种壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料改性领域，进一步地说，是涉及一种壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料及其制备方法，该抗菌聚丙烯可应用于生产和生活的各种领域。
技术介绍
随着经济的发展，生活水平的提高，人们对抗菌材料的需求已延伸到各类领域，成为生产和生活中不可缺少的一部分。聚丙烯作为五大通用塑料之一，因其优异的机械性能和加工性能等优点，而广泛应用于生活用品、医疗机械、家电、建材和包装等诸多领域。因此，研制抗菌聚丙烯材料一直是抗菌领域的热点。抗菌剂是抗菌材料的核心，一般通过在塑料制品中添加少量的抗菌剂进而赋予材料抗菌性能，使其具有杀菌或抑菌作用。目前，按照抗菌剂的成分不同，可将其分为无机抗菌剂，有机抗菌剂，天然抗菌剂三大类。无机抗菌剂主要是由离子交换法、物理吸附法、化学吸附法，通过一些具有孔介的材料如硅藻土、沸石、磷灰石等为载体，与有抑菌性能的金属离子如锌、银、铜离子结合制得。在一系列无机抗菌剂中，银系抗菌剂由于具有抗菌谱广、抗菌作用持久、安全、抗药性极低等特点，已成为抗菌及发展的主攻方向。有机抗菌剂大多是一些特定结构和基团类型的有机物，包括季铵盐类、双胍类、醇类等物质。而天然抗菌剂是人类最早使用的抗菌剂，其来源于大自然，主要通过从动植物提取、纯化获得，是一种有利于环境的抗菌剂，最常用的是壳聚糖。各类抗菌剂依据其制备方法、加工性能、抗菌性能等方面的不同，表现出各自的优缺点。例如，无机抗菌剂耐热性好，具有优异的抗菌广谱性和持久性等特点，但是其在制品中易析出，并且使制品变色；而天然抗菌剂对人体无毒、无刺激，使用安全性高，但壳聚糖类天然抗菌剂抗菌活性低，并且不能直接溶于水和普通有机溶剂，使其应用范围受到很大限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料及其制备方法，同时提供一种壳聚糖/纳米银复合抗菌剂，所述抗菌聚丙烯材料不仅抗菌效果显著，抗菌时间更持久，而且制备工艺简单，力学性能也得以提高。为达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料，其原料组成包括聚丙烯树脂和负载型抗菌剂，其中以聚丙烯树脂为100重量份计，负载型抗菌剂为0.1～30重量份；所述负载型抗菌剂为壳聚糖/纳米银复合抗菌剂，其中纳米银负载在壳聚糖上，且纳米银与壳聚糖的质量比为1/100-100/100。进一步地，所述的壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料，其原料组成以聚丙烯树脂为100重量份计，负载型抗菌剂为0.3～15重量份。进一步地，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或者它们的组合物。进一步地，所述的壳聚糖/纳米银复合抗菌剂的制备方法为：(1)将超纯水搅拌加热至80-100℃后加入一定量的壳聚糖，制备得到壳聚糖悬浮液；(2)将一定量的AgNO3溶液加入到步骤(1)所述的壳聚糖悬浮液中；(3)在步骤(2)的混合溶液中加入还原剂，继续搅拌10min后冷却至室温，分离，用超纯水洗涤，在60-70℃条件下真空干燥18小时，即得壳聚糖/纳米银复合抗菌剂。步骤(3)所述的还原剂为乙二醇、葡萄糖、壳聚糖等中的一种或两种以上物质的混合物。步骤(3)所制得的壳聚糖/纳米银复合抗菌剂中，纳米银与壳聚糖的质量比为5/100-50/100。本专利技术还提供了所述壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：将一定配比的聚丙烯树脂和壳聚糖/纳米银复合抗菌剂在高速混合器中混合均匀，然后将混合物经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出工艺为：一区温度180℃，二区温度210℃，三区温度210℃，四区温度210℃，五区温度210℃，六区温度180℃，进料速度5r/min，出料速度15r/min；然后将所得抗菌聚丙烯颗粒在60-70℃条件下真空干燥24小时，制得所述的壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料。进一步地，所述聚丙烯树脂和壳聚糖/纳米银复合抗菌剂的质量比为100/0.3～100/15。此外，本专利技术所制备的壳聚糖/纳米银复合抗菌剂，不仅适用于聚丙烯材料，还可加入ABS树脂、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚酯等基体制备抗菌材料。本专利技术通过改进传统的配方，以天然高分子壳聚糖作为载体，负载纳米银无机抗菌剂，不但能保留银和聚合物基体原有的性能，并得到了原组分所不具备的性能。一方面，壳聚糖分子链上的羟基以及氨基官能团能稳定纳米银，对纳米银起到缓冲释放效果，使得抗菌时间更持久。此外，壳聚糖与聚丙烯具有良好的相容性，这样不仅可以保证纳米银在塑料制品中良好的分散性，而且还提高了抗菌剂的稳定性和持久性。另一方面，纳米银的加入可以克服壳聚糖抗菌活性低以及只能接触式抑菌等缺点，扩大其应用范围。除了壳聚糖与纳米银之间的取长补短，该负载型抗菌剂的加入还可以简化抗菌聚丙烯材料的制备工艺，并改善聚丙烯材料的力学性能。本专利技术的有益效果在于：(1)以天然高分子壳聚糖作为载体，负载纳米银无机抗菌剂，对纳米银起到缓冲释放效果，使得抗菌时间更持久。(2)壳聚糖与聚丙烯具有良好的相容性，保证纳米银在塑料制品中良好的分散性，同时提高了材料的抗菌稳定性和持久性。(3)纳米银与壳聚糖同为抗菌剂，将二者复合不仅可以提高抗菌活性，而且可以扩大抗菌材料的应用范围。(4)壳聚糖作为天然高分子材料，绿色环保、来源广泛、价格低廉，这样可以适当减少纳米银的使用，降低抗菌聚丙烯材料的成本，提高其生物安全性。(5)可将壳聚糖负载纳米银抗菌剂直接加入聚丙烯基体中制备抗菌材料，无需制备抗菌母粒，制备工艺简单，有利于大规模工业化生产。附图说明图1为壳聚糖负载纳米银抗菌剂的SEM图；图2为壳聚糖负载纳米银抗菌剂的UV-vis图；图3为壳聚糖负载纳米银抗菌剂的XRD图；图4为纯聚丙烯和壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料对大肠杆菌的抗菌效果图；图5为纯聚丙烯和壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料对金黄色葡萄球菌的抗菌效果图。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术不仅仅局限于以下实施例和实施方法。实施例1一种壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料，原料组成包括聚丙烯树脂和自制的负载型抗菌剂，其中以聚丙烯树脂为100重量份计，负载型抗菌剂为8份；所述负载型抗菌剂为壳聚糖/纳米银复合抗菌剂，其中纳米银负载在壳聚糖上，且纳米银与壳聚糖的质量比为5/100。所述壳聚糖/纳米银复合抗菌剂的制备方法为：(1)将50ml超纯水搅拌加热至90℃后加入0.1g壳聚糖，制备得到壳聚糖悬浮液；(2)将0.5ml浓度为0.1mol/L的AgNO3溶液加入到步骤(1)所述的壳聚糖悬浮液中；(3)在步骤(2)所述的混合溶液中加入0.5mg葡萄糖，继续搅拌10min后冷却至室温，分离，用超纯水洗涤5次，在70℃条件下真空干燥18小时，即得壳聚糖/纳米银复合抗菌剂。一种壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：将配比为100/8的聚丙烯树脂和壳聚糖/纳米银复合抗菌剂在高速混合器中混合均匀，然后将混合物经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出工艺为：一区温度180℃，二区温度210℃，三区温度210℃，四区温度210℃，五区温度210℃，六区温度180℃，进料速度5r/min，出料速度15r/min；然后将抗菌聚丙烯颗粒在70℃条件下真空干燥24小时，制得所述的壳聚本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料，其特征在于：其原料组成包括聚丙烯树脂和负载型抗菌剂，其中以聚丙烯树脂为100重量份计，负载型抗菌剂为0.1~30重量份；所述负载型抗菌剂为壳聚糖/纳米银复合抗菌剂，其中纳米银负载在壳聚糖上，且纳米银与壳聚糖的质量比为1/100‑100/100。
【技术特征摘要】
1.一种壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料，其特征在于：其原料组成包括聚丙烯树脂和负载型抗菌剂，其中以聚丙烯树脂为100重量份计，负载型抗菌剂为0.1~30重量份；所述负载型抗菌剂为壳聚糖/纳米银复合抗菌剂，其中纳米银负载在壳聚糖上，且纳米银与壳聚糖的质量比为1/100-100/100。2.根据权利要求1所述的壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料，其特征在于：其原料组成以聚丙烯树脂为100重量份计，负载型抗菌剂为0.3~15重量份。3.根据权利要求1所述的壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料，其特征在于：所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或者它们的组合物。4.根据权利要求1所述的壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料，其特征在于：所述的壳聚糖/纳米银复合抗菌剂的制备方法为：将水搅拌加热至80-100℃后加入一定量的壳聚糖，制备得到壳聚糖悬浮液；将一定量的AgNO3溶液加入到步骤（1）所述的壳聚糖悬浮液中；在步骤（2）的混合溶液中加入还原剂，继续搅拌后冷却至室温，分离，用水洗涤，在60-70℃条件下真空干燥，即得壳聚糖/纳米银复合抗菌剂。5.如权利要求1-4任一项所述的壳聚糖负载纳米银抗菌聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：将一定配比的聚丙烯树脂和壳聚糖/纳米银复合抗菌剂在高速混合器中混合均匀，然后将混合物经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出工艺为：一区温度180℃，二区温度210℃，三区温度210℃...
【专利技术属性】
技术研发人员：许静，陈继锡，罗水源，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：福建,35
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