一种可降解的Ag-TiO制造技术

本发明专利技术涉及抗菌材料技术领域，且公开了一种可降解的Ag‑TiO2改性聚乙烯醇抗菌薄膜，包括以下配方原料及组分：改性TiO

【技术实现步骤摘要】
一种可降解的Ag-TiO2改性聚乙烯醇抗菌薄膜及其制法
本专利技术涉及抗菌材料
，具体为一种可降解的Ag-TiO2改性聚乙烯醇抗菌薄膜及其制法。
技术介绍
抗菌材料是一种新型功能材料，具有抑制细菌或微生物的性能，抗菌材料主要有抗菌涂料、抗菌塑料、抗菌陶瓷等材料，通常需要在抗菌材料中加入抗菌剂，抗菌物质有噻唑类、双呱类等有机抗菌物，以及纳米银、氧化锌等无机抗菌物，其中纳米银可以微生物和细菌中的氧代谢酶结合，使其失去活性，抑制微生物和细菌的生长和繁殖，纳米TiO2在光辐射下产生电子和空穴，与氧气和水反应产生活性极强的超氧自由基和羟基自由基，可以与微生物体内的蛋白酶反应，抑制微生物和细菌的生殖代谢过程，聚乙烯醇是一种常用的高分子材料，可以用于制造耐汽油管道、织物处理剂、纸张涂层、乳化剂、粘合剂等材料，但是普通的聚乙烯醇的不具有抗菌性能，而纳米银和TiO2与聚乙烯醇的相容性很差，分散不均匀会影响聚乙烯醇的韧性和拉伸强度等力学性能。(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种可降解的Ag-TiO2改性聚乙烯醇抗菌薄膜及其制法，解决了聚乙烯醇薄膜不具有抗菌性能的问题，同时解决了纳米银和TiO2在聚乙烯醇薄膜分散性和相容性很差的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种可降解的Ag-TiO2改性聚乙烯醇抗菌薄膜，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：2-5份改性TiO2、1-3份改性纳米银、0.2-0.5份活化剂、0.8-1.5份缩合剂、6-10份壳聚糖、74-87份聚乙烯醇、3-6份交联剂。优选的，所述活化剂为氯化亚砜。优选的，所述缩合剂为二环己基碳二亚胺。优选的，所述交联剂为戊二醛。优选的，所述改性TiO2制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入乙醇溶剂和钛酸四丁酯，搅拌均匀后加入蒸馏水溶剂、La(NO3)3和十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇，加入稀盐酸，调节溶液pH至4-5，将溶液置于恒温水浴锅中，加热至40-60℃，匀速搅拌反应5-10h，直至形成凝胶状，将凝胶状物料静置陈化40-60h，真空干燥除去溶剂，将固体产物置于电阻炉中，升温速率为5-10℃/min，升温至480-520℃，保温处理4-6h，制备得到La掺杂介孔TiO2。(2)向反应瓶中加入乙酸乙酯溶剂、La掺杂介孔TiO2和亚麻酸，将溶液置于超声分散仪中进行超声分散处理，再加入稀硫酸，调节溶液pH至2-4，将反应瓶置于油浴锅中，加热至120-160℃，匀速搅拌反应15-20h，将溶液减压浓缩除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到亚麻酸接枝的改性TiO2。优选的，所述超声分散仪包括分散仪、分散仪内部设置有隔音层、隔音层上方固定连接有超声器、超声器下方与超声探头活动连接，隔音层上方固定连接有支撑架、支撑架两侧活动连接有保护架，支撑架内部设置有升降仪，升降仪的顶部固定连接有载物台，载物台上方与保温层固定连接，保温层内部设置有反应瓶。优选的，所述钛酸四丁酯、La(NO3)3、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇的质量比为1:0.02-0.06:1.5-2.5:0.1-0.2。优选的，所述改性纳米银制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入稀氨水溶液和硝酸银，搅拌溶解后加入聚乙烯吡咯烷酮和聚磷酸铵和磷酸，将反应瓶置于低温反应仪中，在-5-0℃下加入氧化剂过氧化氢溶液，匀速搅拌反应2-5h，将溶液静置沉降2-4h，真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到表面磷酸化的改性纳米银。优选的，所述硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮、聚磷酸铵和磷酸的质量比为15-20:1-1.5:1:3-6。优选的，所述可降解的Ag-TiO2改性聚乙烯醇抗菌薄膜制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入质量分数为2-4％的醋酸溶液，加入6-10份壳聚糖搅拌溶解后，加入2-5份改性TiO2和1-3份改性纳米银，将溶液超声分散均匀后，加入0.8-1.5份缩合剂二环己基碳二亚胺和0.2-0.5份活化剂氯化亚砜，将反应瓶置于油浴锅中，加热至110-140℃，匀速搅拌反应10-15h，将温度降至60-80℃，加入3-6份交联剂戊二醛和74-87份聚乙烯醇，匀速搅拌反应5-8h，将溶液倒入成膜模具中，流延成膜并充分干燥，制备得到可降解的Ag-TiO2改性聚乙烯醇抗菌薄膜。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：该一种可降解的Ag-TiO2改性聚乙烯醇抗菌薄膜，以十六烷基三甲基溴化铵为牺牲模板，聚乙二醇为相分离诱导剂，通过溶胶-凝胶法，制备得到多孔的纳米La掺杂TiO2，多孔纳米TiO2表面具有丰富的介孔结构，相比于普通的纳米TiO2粒径更小，比表面积更大，可以与光辐射充分接触，提高了对光能的利用率，而La掺杂进入TiO2中，取代了部分Ti的晶格，使TiO2的紫外可见光吸收边发生红移，降低了TiO2的禁带宽度，使TiO2不仅在紫外光区域产生光吸收，而且在可见光下也具有良好的光化学活性，可以产生大量的光生电子和空穴，加速了与与氧气和水反应产生活性极强的超氧自由基和羟基自由基的进程。该一种可降解的Ag-TiO2改性聚乙烯醇抗菌薄膜，使用氨水溶液和硝酸银反应生成银氨溶液，再与聚聚磷酸胺和磷酸接枝反应，在过氧化氢作用下，生成表面磷酸化的改性纳米银，纳米银表面的磷酸基团在氯化亚砜和二环己基碳二亚胺的作用下，与壳聚糖中的羟基和氨基缩合反应，使纳米银通过化学键的键合作用，与壳聚糖有机结合，通过亚麻酸中的羧基与TiO2表面的羟基反应，形成亚麻酸改性TiO2，亚麻酸的长支链与壳聚糖相互交联，使TiO2牢牢地附着在壳聚糖的表面，再通过交联剂戊二醛，使壳聚糖与聚乙烯醇交联聚合，在壳聚糖的作用下，显著改善了纳米银和TiO2在聚乙烯醇薄膜中的分散性和相容性，分散均匀的纳米银和La掺杂多孔TiO2赋予了聚乙烯醇薄膜优异的抗菌性能，并且在壳聚糖的接枝共聚作用下，明显增强了聚乙烯醇的生物降解性能。附图说明图1是鼓风干燥机箱体包正面示意图；图2是升降仪调节示意图。1、分散仪；2、隔音层；3、超声器；4、超声探头；5、支撑架；6、保护架；7、升降仪；8、载物台；9、保温层；10、反应瓶。具体实施方式为实现上述目的，本专利技术提供如下具体实施方式和实施例：一种可降解的Ag-TiO2改性聚乙烯醇抗菌薄膜，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：2-5份改性TiO2、1-3份改性纳米银、0.2-0.5份活化剂、0.8-1.5份缩合剂、6-10份壳聚糖、74-87份聚乙烯醇、3-6份交联剂，活化剂为氯化亚砜，缩合剂为二环己基碳二亚胺，交联剂为戊二醛。改性TiO2制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入乙醇溶剂和钛酸四丁酯，搅拌均匀后加入蒸馏水溶剂、La(NO3)3和十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇，四者质量比为1:0.02-0.06:1.5-2.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降解的Ag-TiO

【技术特征摘要】
1.一种可降解的Ag-TiO2改性聚乙烯醇抗菌薄膜，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：2-5份改性TiO2、1-3份改性纳米银、0.2-0.5份活化剂、0.8-1.5份缩合剂、6-10份壳聚糖、74-87份聚乙烯醇、3-6份交联剂。


2.根据权利要求1所述的一种可降解的Ag-TiO2改性聚乙烯醇抗菌薄膜，其特征在于：所述活化剂为氯化亚砜。


3.根据权利要求1所述的一种可降解的Ag-TiO2改性聚乙烯醇抗菌薄膜，其特征在于：所述缩合剂为二环己基碳二亚胺。


4.根据权利要求1所述的一种可降解的Ag-TiO2改性聚乙烯醇抗菌薄膜，其特征在于：所述交联剂为戊二醛。


5.根据权利要求1所述的一种可降解的Ag-TiO2改性聚乙烯醇抗菌薄膜，其特征在于：所述改性TiO2制备方法包括以下步骤：
(1)向乙醇溶剂中加入钛酸四丁酯，搅拌均匀后加入蒸馏水溶剂、La(NO3)3和十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇，加入稀盐酸，调节溶液pH至4-5，将溶液加热至40-60℃，反应5-10h，直至形成凝胶状，将凝胶状物料静置陈化40-60h，除去溶剂，将固体产物置于电阻炉中，升温速率为5-10℃/min，升温至480-520℃，保温处理4-6h，制备得到La掺杂介孔TiO2；
(2)向乙酸乙酯溶剂中加入La掺杂介孔TiO2和亚麻酸，将溶液进行超声分散处理，加入稀硫酸，调节溶液pH至2-4，将溶液加热至120-160℃，反应15-20h，将溶液除去溶剂，洗涤固体产物并干燥，制备得到亚麻酸接枝的改性TiO2。


6.根据权利要求5所述的一种可降解的Ag-TiO2改性聚乙烯醇抗菌薄膜，其特征在于：所述超声分散仪包括分散仪、分散仪内部设置有隔音层、隔音层上方固定连接有超声器、超声器下方与超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊书伟，
申请(专利权)人：新昌县希亭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33