一种氨基酸改性PBS生物抗菌剂可回收复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氨基酸改性PBS生物抗菌剂可回收复合材料的制备方法，包括：在干燥容器中加入丁二醇、丁二酸、氨基酸，搅拌升温至175℃

【技术实现步骤摘要】
一种氨基酸改性PBS生物抗菌剂可回收复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于塑料包装领域，具体涉及一种氨基酸改性PBS生物抗菌剂可回收复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]白色污染是对废塑料污染环境现象的代称，指用聚乙烯、聚丙烯等高分子化合物制成的包装袋、塑料瓶等塑料制品使用后弃置成为固体废物，由于难以降解处理造成的生态环境污染。目前我国已经强制实施“禁塑令”，研发清洁环保的可生物降解塑料迫在眉睫。理想的生物降解材料是一种具有优良的使用性能，废弃后可被环境微生物完全分解，最终被无机化而成为自然界碳循环的一个组成部分的高分子材料。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术的目的是提供一种氨基酸改性聚丁二酸丁二醇酯/生物抗菌剂可回收复合材料的制备方法。通过本产品来克服上述传统塑料不可降解对土壤造成的危害和环境污染。同时在本产品中加入抗菌剂以及氨基酸，使材料在使用过程中具有抗菌性能，废弃时通过统一回收降解将分子链中的氨基酸释放到土壤中来增加土壤营养成分达到修复土壤的作用。
[0004]为实现上述目的，一种氨基酸改性PBS/生物抗菌剂可回收复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0005]步骤1.取原料：丁二醇、丁二酸、氨基酸及催化剂；其中丁二醇、丁二酸、氨基酸的摩尔比为：1:1:(0.01
‑
0.05)；催化剂占丁二酸或丁二醇质量的0.05％
‑
0.10％；
[0006]步骤2.在带搅拌器、通氮气和弯头接管的干燥容器中加入丁二醇、丁二酸、氨基酸，搅拌升温至175℃
‑
195℃，开始脱水缩合反应2
‑
2.5h；随后加入催化剂，然后去氮气，密闭，加热至220℃
‑
235℃开始聚合反应，反应至产物缠到搅拌器上为止；取出制备的材料冷却至20
‑
25℃，用氯仿溶解然后倒入酒精中析出得到氨基酸改性PBS高分子聚合物；
[0007]步骤3.将氨基酸改性PBS高分子溶于氯仿得到溶液，在溶液中加入占氨基酸改性PBS高分子质量3％
‑
5％的生物抗菌剂制成共混溶液；
[0008]步骤4.将共混溶液通过注射器连接到电纺机上，然后施加16
‑
18千伏电压，同时收集器和注射器间断保持15
‑
25厘米距离；静电纺丝过程中，收集器上的纤维中氯仿会逐渐挥发得到氨基酸PBS/生物抗菌剂复合材料；静电纺丝法优点是温度低不会破坏生物抗菌剂的生理活性，共混溶液中两种材料分散均匀并且形成的层状纤维结构可以最大程度负载生物抗菌材料；
[0009]进一步的，所述步骤1中催化剂为为钛酸丁酯或者四异丙氧基钛加磷酸盐或者钛酸异丙酯加醋酸盐。
[0010]进一步的，所述步骤1中氨基酸为天冬氨酸或谷氨酸或精氨酸，氨基酸使PBS(聚丁
二酸丁二醇酯)产生侧链酰胺化支化的分子结构，提高了材料的亲水性和可生物降解性能，降低了结晶度。
[0011]进一步的，所述容器为三口烧瓶。
[0012]进一步的，所述步骤2中氨基酸改性PBS高分子结构式为：
[0013][0014][0015]其中：R为H和
[0016]进一步的，所述步骤3中生物抗菌剂为壳聚糖抗菌剂或五倍子提取物抗菌剂或酵母抗菌剂或茜草提取物抗菌剂或甘草提取物抗菌剂中的一种或一种以上的混合物。
[0017]本专利技术还提供一种氨基酸改性PBS生物抗菌剂可回收复合材料，按上文所述的制备方法制得。
[0018]总体而言，通过本专利技术的所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0019](1)本专利技术的氨基酸改性PBS生物抗菌剂可回收复合材料，在可生物降解材料PBS中引入氨基酸，并添加了生物抗菌剂。在保证降解性的前提下增加了材料的抗菌性。氨基酸PBS抗菌材料在解决传统塑料带来的环境污染、土壤污染等问题的同时，在使用中具有抗菌功效。并且废弃后可以通过统一回收降解，降解过程中会向土壤中释放氨基酸肥料，土壤充分吸收，达到了修复改良土壤、保护生态等目的，赋予材料更高的附加价值，符合可持续发展及绿色生态的发展方向。
[0020](2)本专利技术的氨基酸改性PBS生物抗菌剂可回收复合材料，将氨基酸接入PBS上进行侧链酰胺化的分子结构改性；制备的材料中含有氨基酸要求且结晶度降低，进而材料降解速率会提升，可以较快释放氨基酸从而赋予其营养性能。
[0021](3)本专利技术的氨基酸改性PBS生物抗菌剂可回收复合材料，制备方法能耗低，节省时间，加工成型方便，为各种可生物降解材料的抗菌性能打下基础，为解决环境问题出谋划策，为可持续发展贡献力量。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术的进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术的，并不用于限定本专利技术的。此外，下面所描述的本专利技术的各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0023]实施例1
[0024]一种氨基酸改性聚丁二酸丁二醇酯/生物抗菌剂可回收复合材料的制备，其原料组分及用量如下：
[0025]将丁二醇、丁二酸、天冬氨酸的摩尔比例为1：1：0.02；加入催化剂钛酸丁酯，催化剂的含量为丁二酸或丁二醇重量的0.06％。
[0026]该天冬氨酸改性聚丁二酸丁二醇酯/生物抗菌剂可回收复合材料的制备工艺：
[0027]将上述所有种类原料(除了钛酸丁酯)加入带有搅拌器、通氮气、接弯头接管的干燥的三口烧瓶中，搅拌下升温至175℃。进行脱水缩合反应 2h，时刻查看脱水是否合适。随后加入催化剂钛酸丁酯，然后去氮气、密闭，升温至220℃开始聚合反应，反应至产物缠到搅拌器上为止。取出材料冷却至室温，用氯仿溶解至分子链展开然后倒入酒精析出，制得天冬氨酸改性PBS高分子聚合物。将天冬氨酸改性PBS高分子聚合物溶于氯仿得到氨基酸改性PBS溶液，在溶液中加入质量比5％的壳聚糖制成共混溶液。将共混溶液通过注射器连接到电纺机上，然后施加16千伏电压，同时收集器和注射器间断保持15厘米距离。静电纺丝过程中，收集器上的纤维中氯仿会逐渐挥发得到天冬氨酸PBS/壳聚糖复合材料。
[0028]实施例2
[0029]一种氨基酸改性聚丁二酸丁二醇酯/生物抗菌剂可回收复合材料的制备，其原料组分及用量如下：
[0030]将丁二醇、丁二酸、谷氨酸的摩尔比例为1：1：0.03；加入催化剂四异丙氧基钛和磷酸盐，催化剂的含量为聚合物单体(丁二酸或丁二醇)重量的0.08％。
[0031]该氨基酸改性聚丁二酸丁二醇酯/生物抗菌剂可回收复合材料的制备工艺：
[0032]将上述所有种类原料(除了钛酸丁酯)加入带有搅拌器、通氮气、接弯头接管的干燥的三口烧瓶中，搅拌下升温至180℃。进行脱水缩合反应2h，时刻查看脱水是否合适。随后加入催化剂钛酸丁酯、去本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨基酸改性PBS生物抗菌剂可回收复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.取原料：丁二醇、丁二酸、氨基酸及催化剂；其中丁二醇、丁二酸、氨基酸的摩尔比为：1:1:(0.01
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0.05)；催化剂占丁二酸或丁二醇质量的0.05％
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0.10％；步骤2.在带搅拌器、通氮气和弯头接管的干燥容器中加入丁二醇、丁二酸、氨基酸，搅拌升温至175℃
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195℃，开始脱水缩合反应2
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2.5h；随后加入催化剂，然后去氮气，密闭，加热至220℃
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235℃开始聚合反应，反应至产物缠到搅拌器上为止；取出制备的材料冷却至20
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25℃，用氯仿溶解然后倒入酒精中析出得到氨基酸改性PBS高分子聚合物；步骤3.将氨基酸改性PBS高分子溶于氯仿得到溶液，在溶液中加入占氨基酸改性PBS高分子质量3％
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5％的生物抗菌剂制成共混溶液；步骤4.将共混溶液通过注射器连接到电纺机上，然后施加16
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18千伏电压，同时收集器和注射器间断保持15
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25厘米距离；静电纺丝过程中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李欣玥，孙鹏飞，张贵梓，张贵贤，
申请(专利权)人：汉中聚智达远环能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：