一种能够抗大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的镀膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种能够抗大肠杆菌、金黄色葡萄球菌镀膜材料及其制备方法，包括聚乳酸基膜，以及设置在聚乳酸基膜表面的阻隔层、自清洁涂层和抗菌层；所述阻隔层为纳米氧化硅/石墨烯复合改性的聚乳酸层；所述自清洁涂层为氮功能化碳点改性的纤维素纳米纤维层；所述抗菌层为纳米氧化硅/氧化银改性的聚偏氟乙烯层。本发明专利技术提供的镀膜材料不仅具有良好的阻隔、抗菌性能，且机械性能优异，制备方法简单。制备方法简单。

【技术实现步骤摘要】
一种能够抗大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的镀膜材料及其制备方法

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[0001]本专利技术涉及镀膜
，具体涉及一种能够抗大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的镀膜材料及其制备方法。

技术介绍
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[0002]聚合物镀膜是以一种或多种聚合物或高分子材料为基础原料采用特殊工艺制得的镀膜材料。最初用来制备聚合物镀膜的高分子材料是纤维素酯材料，后来又逐渐采用了具有各种不同性质的聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯醇和芳香族聚酰胺、聚乳酸等聚合物，进而开发出众多不同类型的聚合物镀膜。聚合物镀膜由于在化学、物理和生物传感器、微电子器件、非线性光学和分子器件等领域中的广泛应用，己受到人们越来越多的关注。而具有特殊功能的镀膜材料在国际上被看作是21世纪科学与技术革新的重要材料。目前，各种功能镀膜材料已在工业、医用以及其他科技领域中得到广泛的应用，并发挥着越来越重要的作用。
[0003]聚乳酸是一种无色、透明的高分子聚合物，它具有无刺激性、无毒性以及机械性能好等众多优异的性能。聚乳酸既是生物基材料，也是一种完全生物可降解材料，它在一定条件下可以被生物分解，极大地减轻了环境负荷，是解决白色污染的有效途径，聚乳酸镀膜也广泛应用于多个领域。随着工业的发展对镀膜材料的功能性要求也越来越高，单一性能的镀膜已满足不了要求。因此，如何提高镀膜材料的多功能性成为研究重点。

技术实现思路
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[0004]本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种能够抗大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的镀膜材料及其制备方法，本专利技术提供的镀膜材料不仅具有良好的阻隔、抗菌性能，且机械性能优异，制备方法简单。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种能够抗大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的镀膜材料，包括聚乳酸基膜，以及设置在聚乳酸基膜表面的阻隔层、自清洁涂层和抗菌层；所述阻隔层为纳米氧化硅/石墨烯复合改性的聚乳酸层；所述自清洁涂层为氮功能化碳点改性的纤维素纳米纤维层；所述抗菌层为纳米氧化硅/氧化银改性的聚偏氟乙烯层。
[0007]作为上述技术方案的优选，所述聚乳酸基膜、阻隔层、自清洁涂层、抗菌层的厚度分别为50mm、200nm：100
‑
200nm：100nm。
[0008]为了更好的解决上述技术问题，本专利技术还提供了如下技术方案：
[0009]一种能够抗大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的镀膜材料的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)采用熔融挤出、流延成型工艺制得聚乳酸基膜；
[0011](2)将石墨烯分散在去离子水中制得石墨烯分散液，将聚乳酸溶于四氢呋喃中，然后加入γ
‑
异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷，混合均匀后制得改性聚乳酸溶液；
[0012](3)将正硅酸乙酯、去离子水、无水乙醇混合搅拌，然后加入盐酸溶液作为催化剂，
常温下水解处理，制得含硅溶胶，然后加入上述制得的石墨烯分散液和改性聚乳酸溶液，室温下剧烈搅拌，制得复合溶胶，最后将制得的复合溶胶均匀涂布在聚乳酸基膜上，干燥、老化，制得含有阻隔层的聚乳酸基膜；
[0013](4)将葡萄糖和尿素溶解于去离子水中制得溶液，之后将溶液转移至反应釜内进行反应，反应结束后冷却至室温，将反应产物离心处理，将离心收集的上清液过滤后进行冷冻干燥，制得氮掺杂碳点；
[0014](5)将纤维素纳米纤维、甘油和去离子水混合，升温剧烈搅拌，之后边搅拌边加入上述制得的氮掺杂碳点，搅拌处理制得涂膜液，将涂膜液均匀涂膜于含有阻隔层的聚乳酸基膜表面，干燥，制得含有阻隔层和自清洁涂层的聚乳酸基膜；
[0015](6)将聚偏氟乙烯、氧化银、纳米氧化硅充分混合均匀，然后采用压片机处理制得片状混合颗粒；以制得的片状混合颗粒为靶材，采用真空低功率电子束蒸发法，在含有阻隔层和自清洁涂层的聚乳酸基膜表面沉积抗菌层，制得能够抗大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的镀膜材料。
[0016]作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述石墨烯分散液的浓度为10mg/ml，所述改性聚乳酸溶液中聚乳酸、γ
‑
异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、四氢呋喃的质量比为1：(0.2
‑
0.3)：20。
[0017]作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述盐酸溶液的浓度为1mol/L，所述正硅酸乙酯、去离子水、无水乙醇、盐酸溶液、石墨烯分散液、改性聚乳酸溶液的体积比为(2
‑
2.3)：0.35:10:1:60:20。
[0018]作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述常温水解处理的时间为3
‑
4h，所述室温下剧烈搅拌的时间为2h，所述干燥的时间为20
‑
30h，所述老化的时间为20
‑
30d。
[0019]作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述葡萄糖、尿素、去离子水的质量比为1:0.5：60
‑
70。
[0020]作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述反应的温度为200℃，所述反应的时间为5
‑
7h；所述离心的转速为3000rpm，离心时间为30min。
[0021]作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，所述纤维素纳米纤维、甘油、去离子水、氮掺杂碳点的质量比为4：(1
‑
1.5)：(100
‑
200)：(0.03
‑
0.05)；所述升温剧烈搅拌的温度为75
‑
85℃，时间为20
‑
40min，所述搅拌处理的时间为1
‑
2h。
[0022]作为上述技术方案的优选，步骤(6)中，所述聚偏氟乙烯、氧化银、纳米氧化硅的质量比为1：(0.2
‑
0.5)：(0.2
‑
0.5)；所述沉积时的电子束高压为2kV，束流为4.5A，真空室的压力为10
‑2Pa。
[0023]由于采用了上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：
[0024]本专利技术提供的镀膜材料，包括聚乳酸基膜以及设置在聚乳酸基膜表面的阻隔层、自清洁涂层和抗菌层；阻隔层为纳米氧化硅/石墨烯复合改性的聚乳酸层；自清洁涂层为氮功能化碳点改性的纤维素纳米纤维层；抗菌层为纳米氧化硅/氧化银改性的聚偏氟乙烯层。纳米氧化硅与石墨烯复合改性聚乳酸材料沉积在聚乳酸基膜表面，形成致密的涂层，有效改善了材料的阻隔性能。纤维素纳米纤维一方面可以提高镀膜的阻隔性能，经过氮掺杂碳点改性后，抗菌性能以及自清洁性能也得到了一定程度的改善。本专利技术还采用纳米氧化硅和氧化银对聚偏氟乙烯进行改性，制得了抗菌性能优异的材料。本专利技术提供的镀膜材料包
括多功能层，性能优异。
[0025]本专利技术采用γ
‑
异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷对聚乳酸进行改性，在含硅溶胶和石墨烯溶液以及改性聚乳酸溶液混合时，γ
‑
异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷的添加可有效改善无机网络与有机相之间的界面结合力，进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够抗大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的镀膜材料，其特征在于，包括聚乳酸基膜，以及设置在聚乳酸基膜表面的阻隔层、自清洁涂层和抗菌层；所述阻隔层为纳米氧化硅/石墨烯复合改性的聚乳酸层；所述自清洁涂层为氮功能化碳点改性的纤维素纳米纤维层；所述抗菌层为纳米氧化硅/氧化银改性的聚偏氟乙烯层。2.根据权利要求1所述的一种能够抗大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的镀膜材料，所述聚乳酸基膜、阻隔层、自清洁涂层、抗菌层的厚度分别为50mm、200nm：100
‑
200nm：100nm。3.根据权利要求1或2所述的一种能够抗大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的镀膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用熔融挤出、流延成型工艺制得聚乳酸基膜；(2)将石墨烯分散在去离子水中制得石墨烯分散液，将聚乳酸溶于四氢呋喃中，然后加入γ
‑
异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷，混合均匀后制得改性聚乳酸溶液；(3)将正硅酸乙酯、去离子水、无水乙醇混合搅拌，然后加入盐酸溶液作为催化剂，常温下水解处理，制得含硅溶胶，然后加入上述制得的石墨烯分散液和改性聚乳酸溶液，室温下剧烈搅拌，制得复合溶胶，最后将制得的复合溶胶均匀涂布在聚乳酸基膜上，干燥、老化，制得含有阻隔层的聚乳酸基膜；(4)将葡萄糖和尿素溶解于去离子水中制得溶液，之后将溶液转移至反应釜内进行反应，反应结束后冷却至室温，将反应产物离心处理，将离心收集的上清液过滤后进行冷冻干燥，制得氮掺杂碳点；(5)将纤维素纳米纤维、甘油和去离子水混合，升温剧烈搅拌，之后边搅拌边加入上述制得的氮掺杂碳点，搅拌处理制得涂膜液，将涂膜液均匀涂膜于含有阻隔层的聚乳酸基膜表面，干燥，制得含有阻隔层和自清洁涂层的聚乳酸基膜；(6)将聚偏氟乙烯、氧化银、纳米氧化硅充分混合均匀，然后采用压片机处理制得片状混合颗粒；以制得的片状混合颗粒为靶材，采用真空低功率电子束蒸发法，在含有阻隔层和自清洁涂层的聚乳酸基膜表面沉积抗菌层，制得能够抗大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的镀膜材料。4.根据权利要求3所述的一种能够抗大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的镀膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述石墨烯分散液的浓度为10mg/ml，所述改性聚乳酸溶液中聚乳酸、γ
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异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、四氢呋喃的质量比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李克伟，朱伟，李成委，龚盛霞，
申请(专利权)人：苏州鼎奕通材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：