一种纳滤抗菌材料的制备方法及其用途技术

本发明专利技术公开了一种纳滤抗菌材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、共聚物的制备；步骤S2、缩聚物的制备；步骤S3、纳米纤维膜的制备；步骤S4、离子交换。本发明专利技术还提供了一种根据所述纳滤抗菌材料的制备方法制备得到的纳滤抗菌材料及其用途。本发明专利技术公开的纳滤抗菌材料综合性能和性能稳定性好，抗病毒抗菌效果显著，透气性好，吸附截留率高。

【技术实现步骤摘要】
一种纳滤抗菌材料的制备方法及其用途
本专利技术涉及抗菌高分子材料
，尤其涉及一种纳滤抗菌材料及其制备方法和用途。
技术介绍
近年来，随着我国汽车的拥有量迅猛增加及工业化的高速发展，导致空气质量恶化，雾霾天持续的时间越来越长，持续雾霾天气对人类健康及日常生活造成了极为严重的影响。特别是最近新冠病毒流行，这些病毒和PM2.5等可吸入颗粒物进入人体后，会严重危害人体身体健康，给人们的生命财产安全造成严重威胁。采用具有纳滤抗菌功效的滤材对它们进行截留是一种较简便且行之有效的健康防护措施，而这种防护措施防护效果的好坏直接取决于纳滤抗菌材料的性能。可见，需求综合性能佳的纳滤抗菌材料显得尤为重要。目前常见的纳滤抗菌材料杀菌能力不足，防护时间短，资源浪费严重，对100nm大小的病毒无法有效截留，无法满足新冠病毒疫情下使用。除此之外，市面上的纳滤抗菌材料还或多或少存在机械强度低，抗菌功能成分与基材相容性不好，在长期使用或储存过程中易出现外渗现象，导致性能稳定性差，抗顽固病毒能力不足，透气性不好，耐水性性能差，污染物吸附能力弱的缺陷。例如，申请号为202010078431.5的中国专利技术专利提供了一种纳滤抗菌材料、纳滤抗菌材料的制备方法及其用途，所述纳滤抗菌材料包含过氧化氢聚乙烯吡咯烷酮复合物和线性聚氨酯制成的壳核结构，其中，线性聚氨酯在壳层，过氧化氢和聚乙烯吡咯烷酮复合物在核层。该专利技术根据病毒表面蛋白结构的疏水和亲水基团的比例设计并制备了疏水和亲水壳核结构的纳米材料，研究了可以捕获并杀死病毒细菌的新材料，从而有效延长了口罩的佩戴时间，减少了浪费，真正起到了防疫防护的作用。然而所述过氧化氢聚乙烯吡咯烷酮复合物中进一步含有银离子，导致制作成本高，且这些抗菌活性成分稳定性不好，使用寿命短。可见，开发一种综合性能和性能稳定性好，抗病毒抗菌效果显著，透气性好，吸附截留率高的纳滤抗菌材料符合市场需求，具有较高的市场价值和应用前景，对促进纳滤抗菌材料的进一步发展具有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题，提供了一种综合性能和性能稳定性好，抗病毒抗菌效果显著，透气性好，吸附截留率高的纳滤抗菌材料。同时，本专利技术还提供了一种所述纳滤抗菌材料的制备方法及其用途。为实现上述目的，本专利技术提供以下的技术方案，一种纳滤抗菌材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、共聚物的制备：将苯并三唑-1-羧硫代酸烯丙基酰胺、烯丙基噻唑、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、甲基丙烯酰氧丙基杂氮硅三环、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65-75℃下搅拌反应3-5小时，后在水中沉出，并将沉出的共聚物用乙醇洗涤3-7次，最后置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到共聚物；步骤S2、缩聚物的制备：将硫代卡巴肼、噻唑并[5,4-d]噻唑-2,5-二羧酸加入二甲亚砜中，用氮气置换空气，然后在常压下110-140℃反应3-4小时，再向其中加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶，升温至160-200℃，初级缩聚反应4-6小时，然后将反应液转入反应釜中，抽真空至500Pa，加热到180-220℃，再缩聚反应6-8小时，后在乙醇中沉出，抽滤，并用二氯甲烷洗3-6次，再旋蒸除去二氯甲烷，得到缩聚物；步骤S3、纳米纤维膜的制备：将经过步骤S1制成的共聚物、经过步骤S2制成的缩聚物、茶多酚壳聚糖纳米粒加入到N,N二甲基乙酰胺溶液中混合配成纺丝液，采用静电纺丝得到纳米纤维膜；步骤S4、离子交换：将经过步骤S3制成的纳米纤维膜浸泡在0.5-1.5wt%的甘草酸水溶液中50-60℃下保持8-10小时，后取出用纯水洗涤，除去残留的甘草酸，真空干燥，得到纳滤抗菌材料成品。优选的，步骤S1中所述苯并三唑-1-羧硫代酸烯丙基酰胺、烯丙基噻唑、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、甲基丙烯酰氧丙基杂氮硅三环、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:(2-3):(0.5-0.8):(0.2-0.4):(0.04-0.06):(15-25)。优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。优选的，步骤S2中所述硫代卡巴肼、噻唑并[5,4-d]噻唑-2,5-二羧酸、二甲亚砜、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶的摩尔比为1:1:(6-10):(0.8-1.2):0.5。优选的，步骤S3中所述共聚物、缩聚物、茶多酚壳聚糖纳米粒、N,N二甲基乙酰胺的质量比为(3-5):2:(0.3-0.5):(35-55)。优选的，所述茶多酚壳聚糖纳米粒的制备方法参见申请号为201110037219.5的中国专利技术专利实施例2。本专利技术的另一个目的，在于提供一种根据所述纳滤抗菌材料的制备方法制备得到的纳滤抗菌材料。本专利技术的再一个目的，在于提供一种所述纳滤抗菌材料在N95口罩上的应用。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：（1）本专利技术提供的一种纳滤抗菌材料的制备方法，该制备方法工艺简单，设备投入少，能耗低，操作方便，制备周期短，推广应用价值高。（2）本专利技术提供的一种纳滤抗菌材料，克服了市面上的纳滤抗菌材料还或多或少存在机械强度低，抗菌功能成分与基材相容性不好，在长期使用或储存过程中易出现外渗现象，导致性能稳定性差，抗顽固病毒能力不足，透气性不好，耐水性性能差，污染物吸附能力弱的缺陷；通过各组分协同作用，使得制成的纳滤抗菌材料综合性能和性能稳定性好，抗病毒抗菌效果显著，透气性好，吸附截留率高。（3）本专利技术提供的一种纳滤抗菌材料，添加的共聚物是由苯并三唑-1-羧硫代酸烯丙基酰胺、烯丙基噻唑、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑和甲基丙烯酰氧丙基杂氮硅三环通过共聚反应制成，在这些共聚单体协同作用下，相互作用相互影响，使得制成的纳滤抗菌材料综合性能和性能稳定性佳，抗菌抗病毒效果显著，耐老化性能和透气性好，其上的咪唑盐结构，能改善抗菌抗病毒性能，改善吸附截留效果，且能为后续交联提供反应位点。（4）本专利技术提供的一种纳滤抗菌材料，添加的缩聚物是由硫代卡巴肼、噻唑并[5,4-d]噻唑-2,5-二羧酸通过缩聚反应制成；二者协同作用，使得抗菌抗病毒效果进一步改善；且其上噻唑结构与共聚物上的结构类似，能改善二者之间的相容性，有效防止相分离的发生。（5）本专利技术提供的一种纳滤抗菌材料，茶多酚壳聚糖纳米粒的添加，能使得材料的吸附截留效果、抗菌抗病毒效果更佳，同时，其还能改善机械力学性能和与其它组分之间的相容性；甘草酸通过离子键与共聚物上的咪唑盐基团连接，与其它组分协同作用，使得综合性能更佳，抗病毒截留性能更强。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合实施例对本专利技术产品作进一步详细的说明。本实施例中所需原料均为商业购买；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳滤抗菌材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S1、共聚物的制备：将苯并三唑-1-羧硫代酸烯丙基酰胺、烯丙基噻唑、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、甲基丙烯酰氧丙基杂氮硅三环、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65-75℃下搅拌反应3-5小时，后在水中沉出，并将沉出的共聚物用乙醇洗涤3-7次，最后置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到共聚物；/n步骤S2、缩聚物的制备：将硫代卡巴肼、噻唑并[5,4-d]噻唑-2,5-二羧酸加入二甲亚砜中，用氮气置换空气，然后在常压下110-140℃反应3-4小时，再向其中加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶，升温至160-200℃，初级缩聚反应4-6小时，然后将反应液转入反应釜中，抽真空至500Pa，加热到180-220℃，再缩聚反应6-8小时，后在乙醇中沉出，抽滤，并用二氯甲烷洗3-6次，再旋蒸除去二氯甲烷，得到缩聚物；/n步骤S3、纳米纤维膜的制备：将经过步骤S1制成的共聚物、经过步骤S2制成的缩聚物、茶多酚壳聚糖纳米粒加入到N ,N二甲基乙酰胺溶液中混合配成纺丝液，采用静电纺丝得到纳米纤维膜；/n步骤S4、离子交换：将经过步骤S3制成的纳米纤维膜浸泡在0.5-1.5wt%的甘草酸水溶液中50-60℃下保持8-10小时，后取出用纯水洗涤，除去残留的甘草酸，真空干燥，得到纳滤抗菌材料成品。/n...

【技术特征摘要】
1.一种纳滤抗菌材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、共聚物的制备：将苯并三唑-1-羧硫代酸烯丙基酰胺、烯丙基噻唑、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、甲基丙烯酰氧丙基杂氮硅三环、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65-75℃下搅拌反应3-5小时，后在水中沉出，并将沉出的共聚物用乙醇洗涤3-7次，最后置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到共聚物；
步骤S2、缩聚物的制备：将硫代卡巴肼、噻唑并[5,4-d]噻唑-2,5-二羧酸加入二甲亚砜中，用氮气置换空气，然后在常压下110-140℃反应3-4小时，再向其中加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶，升温至160-200℃，初级缩聚反应4-6小时，然后将反应液转入反应釜中，抽真空至500Pa，加热到180-220℃，再缩聚反应6-8小时，后在乙醇中沉出，抽滤，并用二氯甲烷洗3-6次，再旋蒸除去二氯甲烷，得到缩聚物；
步骤S3、纳米纤维膜的制备：将经过步骤S1制成的共聚物、经过步骤S2制成的缩聚物、茶多酚壳聚糖纳米粒加入到N,N二甲基乙酰胺溶液中混合配成纺丝液，采用静电纺丝得到纳米纤维膜；
步骤S4、离子交换：将经过步骤S3制成的纳米纤维膜浸泡在0.5-1.5wt%的甘草酸水溶液中50-60℃下保持8-10小时，后取出用纯水洗涤，除去残留的甘草酸，真空干燥，得到纳滤抗菌材料成品。


2.根据权利要求1所述的一种纳滤抗菌材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述苯并三唑-1-羧硫代酸烯丙基酰胺、烯丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：向红荣，
申请(专利权)人：成都吱吖科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51