一种聚离子液体/EVA复合抗菌膜及其制备和应用方法技术

本发明专利技术涉及一种聚离子液体/EVA复合抗菌膜及其制备和应用，属于抗菌材料技术领域。本发明专利技术的聚离子液体/EVA复合抗菌膜以咪唑类有机物与卤代正烷基为原料聚合制备烷基咪唑盐离子液体，聚合合成阴离子骨架后接枝引入咪唑盐制得咪唑类聚离子液体，将咪唑类聚离子液体与EVA混溶制备复合抗菌膜。将咪唑类聚离子液体应用于复合抗菌膜的制备，产品抗菌性能优异。由于混溶了EVA，不仅具有优良的光学性能、耐候性、耐腐蚀性及无毒、无污染的特性，还具有高拉伸性和良好的加工性。并且废弃的抗菌膜回收方便，大大提高了工艺的经济性。本发明专利技术的制备方法简单易行，便于工业化推广应用，可应用于临床医用器械及抗菌材料领域。

【技术实现步骤摘要】
一种聚离子液体/EVA复合抗菌膜及其制备和应用方法
本专利技术属于抗菌材料
，具体的涉及一种聚离子液体/EVA复合抗菌膜及其制备和应用方法。
技术介绍
近年来，随着抗生素的大量使用导致细菌耐药性的出现，使得传统杀菌药物的作用大大降低，因此研究并制造出新型的抗菌药物或材料成为了目前亟待解决的问题。气管切开插管是改善患者通气状态的有效方式，但其属于于侵入性操作，增加患者肺部感染风险，加大患者治疗负担。既往研究发现，气管切管后呼吸道菌群变化可能增加肺部感染风险，因而新型复合抗菌材料对保障患者的安全具有积极作用。离子液体作为一种抗菌材料己经被广泛报道，其抗菌机理主要是阳离子通过静电作用与细菌电负性细胞膜结合，同时疏水烷基链插入磷脂双分子层中，引起细胞膜破裂并最终导致细菌死亡。聚离子液体是将离子液体单元引入到聚合物结构中，获得兼具离子液体和聚合物性质的一类材料。聚离子液体具有结构可设计性，通过改变离子液体基团种类可实现对聚合物分子量、玻璃化转变温度、亲疏水平衡、电荷密度以及反离子的可控调节，获得物理化学性质不同的聚离子液体，其在抗菌领域具有广阔的应用前景。然而，聚离子液体的结构，包括阳离子的种类、抗菌基团的构型以及化学键接类型对聚合物抗菌活性影响的系统研究是国内外研究和讨论的重点和难点。对聚离子液体而言，其抗菌性能的强弱与N3位的取代集团有一定的联系，当N3位的取代集团为烷基链时，烷基链的长度会影响咪唑盐的抗菌性能，在一定范围内，烷基链越长，抗菌性能越强。被长碳链取代的咪唑类聚离子液体在悬浮液中聚集，疏水端基（碳链）倾向于插入疏水细胞壁，因此增加了抗菌活性；并且随着咪唑盐的电荷密度增大，咪唑类聚离子液体抗菌性能越强。乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）由非极性的乙烯单体与强极性的乙酸乙烯酯单体共聚得到，由于乙酸乙烯酯单体的引入，使聚乙烯的相容性、透明性、柔韧性和耐冲击性等性能得到改善。EVA共聚物不仅具有优良的光学性能、优良的耐低温性（-58℃）、耐环境应力开裂性、耐化学药品腐蚀性及无毒、无污染的特性，还具有高拉伸性和良好的加工性等。因此，EVA共聚物在包装膜、农用膜、热熔胶、涂料、油墨、电线电缆以及降凝剂等材料领域得到广泛应用。VA含量的不同会造成EVA共聚物材料的性能存在较大的差异，因而可以在众多不同的领域得到应用，因此，EVA作为一种新型制膜材料备受关注。中国专利技术专利CN110643107A公开了一种防霉抗菌的透明PEVA薄膜及其制备工艺，膜通过增加PEVA薄膜乙烯基醋酸盐的含量，从而提高PEVA薄膜的透明度，柔软度以及坚韧度，增加PEVA薄膜的使用范围，但该专利实施条件过于苛刻，温度过高，并且抗菌性能有待提高；中国专利CN110917381A公开了一种细菌纤维素/聚离子液体抗菌膜及其制备方法，该复合膜毒性小，可降解性好，然而其抗菌性能也相对较弱。因此，开发出一种新型的绿色易降解且具有良好抗菌性的抗菌材料是当前的迫切需求。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种聚离子液体/EVA复合膜及其制备和应用方法。所制备的聚离子液体/EVA复合膜不仅具有优良的光学性能、耐候性、耐腐蚀性及无毒、无污染的特性，还具有高拉伸性和良好的加工性，而且抗菌性能优异，作为抗菌材料能够广泛应用于临床医用器械及抗菌材料领域。为了实现本专利技术目的，本专利技术采用以下技术路线来实现：一种聚离子液体/EVA复合抗菌膜，该复合抗菌膜是以阴离子聚合物为骨架接枝烷基咪唑盐制成的咪唑类聚离子液体与EVA混溶制备成的复合膜，其中所述的咪唑类聚离子液体与EVA的质量比例在0.1~10:1之间。优选的，所述的EVA中乙酸乙烯酯含量为1%~70%。所述的聚离子液体/EVA复合抗菌膜的制备方法，包括以下步骤：S1：将咪唑类有机物与卤代正烷基混合均匀，反应回流；反应结束后冷却，得到烷基咪唑盐离子液体；S2：将步骤S1制备的烷基咪唑盐离子液体和作为骨架的阴离子聚合物单体、引发剂、交联剂溶于溶剂中超声混合均匀，聚合，洗涤，干燥，得到咪唑类聚离子液体；S3：将步骤S2制备的聚离子液体溶于有机溶剂中，与EVA有机溶液均匀混合，得到复合膜材料，后浇筑成膜，得到聚离子液体/EVA复合抗菌膜。优选的，步骤S1所述的中咪唑类有机物和卤代正烷基的摩尔比例为1~10:1。优选的，步骤S1所述的卤代正烷基的碳链长度为1~12。优选的，步骤S1所述的中咪唑类有机物和卤代正烷基的反应时间为1-24h，回流时间为24~96h，反应温度为20~200℃。优选的，步骤S2中所述的作为骨架的阴离子聚合物单体为氨基酸、乙烯苯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙烯基氨基酸、二乙烯基苯和异丙腈中的任意一种或两种。优选的，步骤S2中所述的烷基咪唑盐离子液体和作为骨架的阴离子聚合物单体用量的摩尔比例在0.1~10:1。优选的，步骤S2中所述引发剂的用量为聚合单体总质量的0.1%~20%。优选的，步骤S2中所述的交联剂的用量为聚合单体总质量的0.1%~50%。优选的，步骤S2中所述的干燥为真空干燥，真空干燥时间为5-30h。优选的，步骤S3中所述成膜时间为1~24h，成膜温度为10~100℃。聚离子液体/EVA复合抗菌膜在临床医用器械及日常生活用品抗菌材产品中的应用。本专利技术的有益效果（1）、本专利技术的聚离子液体/EVA复合抗菌膜以咪唑类有机物与卤代正烷基为原料聚合制备烷基咪唑盐离子液体，以阴离子聚合物为骨架将其接枝制得具有抗菌性能的咪唑类聚离子液体，将咪唑类聚离子液体应用于复合抗菌膜的制备，产品抗菌性能优异。（2）、本专利技术的聚离子液体/EVA复合抗菌膜由于混溶了EVA，不仅具有优良的光学性能、耐候性、耐腐蚀性及无毒、无污染的特性，还具有高拉伸性和良好的加工性。（3）、本专利技术的咪唑离子液体改性的聚离子液体/EVA复合抗菌膜的制备方法简单易行，便于工业化推广应用，为临床医用器械及抗菌材料提供新的选择。（4）、本专利技术的咪唑离子液体改性的聚离子液体/EVA复合抗菌膜废弃的抗菌膜回收方便，大大提高了工艺的经济性。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但不限于此。实施例1：本实施例1所述的聚离子液体/EVA复合膜，以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为骨架，接枝烷基咪唑，聚离子液体与EVA的质量比例为9:1。将2.0g咪唑和4.1g1-溴丁烷溶于25mL乙腈中；混合均匀后加入3.3g氢氧化钾回流反应4h；反应结束后冷却至室温，旋蒸除去溶剂;通过柱层析法提纯粗产物，流动相为乙酸乙酯／甲醇;最终得到黄色油状液体。将3.1g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，0.155g偶氮二异丁腈溶于适量的二甲亚砜中超声混合均勾后，密封在60℃气环境中聚合6h，反应结束用丙酮洗涤，干燥，得聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。将制备的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与等摩尔1-丁基咪唑溶于适量甲醇中混合均匀，常温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚离子液体/EVA复合抗菌膜，该复合抗菌膜是以阴离子聚合物为骨架接枝烷基咪唑盐制成的咪唑类聚离子液体与EVA混溶制备成的复合膜，其中所述的咪唑类聚离子液体与EVA的质量比例在0.1~10:1之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚离子液体/EVA复合抗菌膜，该复合抗菌膜是以阴离子聚合物为骨架接枝烷基咪唑盐制成的咪唑类聚离子液体与EVA混溶制备成的复合膜，其中所述的咪唑类聚离子液体与EVA的质量比例在0.1~10:1之间。


2.一种如权利要求1所述的聚离子液体/EVA复合抗菌膜，其特征在：所述的EVA中乙酸乙烯酯含量为1%~70%。


3.种制备如权利要求1所述的聚离子液体/EVA复合抗菌膜的方法，其特征在于包括以下步骤：
S1：将咪唑类有机物与卤代正烷基混合均匀，反应回流；反应结束后冷却，得到烷基咪唑盐离子液体；
S2：将步骤S1制备的烷基咪唑盐离子液体和作为骨架的阴离子聚合物单体、引发剂、交联剂溶于溶剂中超声混合均匀，聚合，洗涤，干燥，得到咪唑类聚离子液体；
S3：将步骤S2制备的咪唑类聚离子液体溶于有机溶剂中，与EVA有机溶液均匀混合，得到复合膜材料，后浇筑成膜，得到聚离子液体/EVA复合抗菌膜。


4.如权利要求3所述的一种聚离子液体/EVA复合抗菌膜的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述的中咪唑类有机物和卤代正烷基的摩尔比例为1~10:1。


5.如权利要求3所述的一种聚离子液体/EVA复合抗菌膜的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述的卤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉超，郭计儒，葛亭亭，王洪泉，江洪昌，
申请(专利权)人：山东理工大学，淄博恒智威通医疗器械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37