一种基于聚合物/Ag纳米复合粒子的长效抗菌织物的制备方法技术

一种基于聚合物/Ag纳米复合粒子的抗菌织物的制备方法，所述制备方法包括：(1)配置乳化剂水溶液，通用乙烯基单体、季胺单体、含氟单体、后交联单体、共稳定剂和改性Ag纳米粒子混合形成油相溶液，经预乳化和超声乳化处理制得单体细乳液，在单体液滴内，经自由基共聚反应，制得具有抗菌功能的聚合物/Ag纳米复合粒子；所述改性Ag纳米粒子是依次通过乙烯基偶联剂和亲油改性剂对Ag纳米粒子进行改性而获得；(2)将聚合物/Ag纳米复合粒子乳液稀释成0.1wt％～3.0wt％的浸轧液，在浸轧前先洗涤织物，然后通过轧车一浸一轧或二浸二轧得到轧液率在45％～90％的织物；将浸轧处理后的织物进行热定型制得抗菌织物。本发明专利技术简单快捷、成本低，易于产业化制备长效抗菌织物。易于产业化制备长效抗菌织物。

【技术实现步骤摘要】
一种基于聚合物/Ag纳米复合粒子的长效抗菌织物的制备方法
(一)

[0001]本专利技术涉及一种基于聚合物/Ag纳米复合粒子的长效抗菌织物的制备方法。
(二)
技术介绍

[0002]近年来，公共卫生、医疗设备、海洋工业、纺织品和水净化系统对抗菌涂层需求日益增加。目前构建抗菌涂层的主要策略有抗细菌粘附、杀菌、及其两者的结合【ACS Biomater.Sci.Eng.2019,5,4920
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4936；ACS Appl.Mater.Interfaces 2021,13,18,20921
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20937.】。抗细菌粘附策略可以抵抗微生物初始粘附和蛋白吸附，进而在一定程度上阻止生物膜的形成。然而抗粘附涂层不能杀灭细菌，也不能完全防止细菌附着，少数粘附的细菌最终能形成生物膜。具有杀菌功能的涂层能通过阻断关键的代谢或生殖途径，杀死细菌或限制附着细菌的生长，以抑制细菌生物膜的形成。季胺盐聚合物是目前应用较广的一类抗菌材料，其通过破坏微生物细胞壁/膜来达到抗菌目的，但是此类杀菌材料不能有效释放抗菌组分，杀菌性能有限【Progr.Surf.Sci.2016,91,136
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153.】。
[0003]银纳米粒子(Ag纳米粒子)能通过接触以及银离子释放等机制实现高效杀菌【Angew.Chem.Int.Ed.2020,59,22202
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22209.】，将Ag纳米粒子与季铵盐聚合物相结合，能够产生接触杀灭、释放杀灭的抗菌表面，从而大大提高杀菌性能。然而杀菌策略的缺点是杀死的细菌以及残片会在表面聚集，覆盖涂层表面，因而导致表面杀菌功能的丧失。
[0004]将抗细菌粘附与杀菌策略协同，不仅可以防止细菌和蛋白质的初始粘附，还能有效杀灭少量的粘附细菌，能最大程度地抑制生物膜的形成。含氟聚合物表面自由能低，能通过削弱细菌与表面的非特异性相互作用来减少细菌的粘附。
[0005]基于以上认识，本专利技术拟通过含氟单元、季胺组分和Ag纳米粒子的有效整合，来构筑具有优异抗菌和抗污效果的纳米复合粒子以及长效抗菌整理织物。针对上述目的，本专利技术提出基于水性细乳液技术，通过乙烯基改性Ag纳米粒子、含氟单体、季胺抗菌单体和通用乙烯基单体的自由基共聚反应，制备聚合物/Ag纳米复合粒子的乳液，再通过浸轧、热定型工艺制备具有长效抗菌功能的织物。
(三)
技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于聚合物/Ag纳米复合粒子的长效抗菌织物的制备方法。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]本专利技术提供了一种基于聚合物/Ag纳米复合粒子的抗菌织物的制备方法，所述制备方法包括：
[0009](1)配置乳化剂水溶液，通用乙烯基单体、季胺单体、含氟单体、后交联单体、共稳定剂和改性Ag纳米粒子混合形成油相溶液，经预乳化和超声乳化处理制得单体细乳液，在单体液滴内，经自由基共聚反应，制得具有抗菌功能的聚合物/Ag纳米复合粒子；
[0010]所述通用乙烯基单体选自下列至少一种：式(I)所示的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯类单体、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯腈；
[0011][0012]式中，R1为H或CH3；R2为C1～C20的脂肪直链或支链烷基；
[0013]所述后交联单体选自下列至少一种：甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N
‑
羟甲基丙烯酰胺、N
‑
羟乙基丙烯酰胺或3
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；
[0014]所述季胺单体选自下列至少一种：
[0015][0016][0017][0018]所述含氟单体选自下列至少一种：
[0019][0020][0021]所述改性Ag纳米粒子是依次通过乙烯基偶联剂和亲油改性剂对Ag纳米粒子进行改性而获得，其中乙烯基偶联剂的质量用量为Ag纳米粒子质量用量的0.01％～2.0％，亲油改性剂质量用量为Ag纳米粒子质量用量的0.01％～5.0％；所述乙烯基偶联剂选自下列至少一种：式(Ⅱ)所示的烯烃巯基、式(Ⅲ)所示烯烃巯基；
[0022][0023]式中，R3为H或CH3，R4为C1～C20的脂肪直链或支链烷基；
[0024][0025]式中，R5为H或CH3，R6为C1～C20的脂肪直链或支链烷基；
[0026]所述亲油改性剂选自下列至少一种：式(Ⅳ)所示的烷烃巯基；
[0027]R7‑
SH
ꢀꢀꢀ
式(Ⅳ)
[0028]式中，R7为C6～C20的脂肪直链或支链烷基；
[0029]所述共稳定剂选自下列至少一种：C14～C22的脂肪直链或支链烷烃、C14～C22的脂肪醇；
[0030]以单体总质量即通用乙烯基单体、季胺单体、含氟单体、后交联单体的质量为100％计，所述通用乙烯基单体的质量百分比含量为5％～60％，季胺单体的质量百分比含量为1％～10％，含氟单体的质量百分比含量为5％～60％，后交联单体的质量百分比含量为1％～10％，所述共稳定剂的质量用量为单体总质量的2％～10％，改性Ag纳米粒子的质量用量为单体总质量的0.1％～20％；所述单体总质量为乳化剂水溶液中水质量的5％～100％；
[0031](2)将聚合物/Ag纳米复合粒子乳液稀释成0.1wt％～3.0wt％的浸轧液，在浸轧前先洗涤织物，去除表面油脂和杂质，然后通过轧车在压力为0.1MPa～1MPa、转速为5m/s～30m/s的条件一浸一轧或二浸二轧得到轧液率在45％～90％的织物；将浸轧处理后的织物置于定型机中，在50℃～120℃条件下预烘1min～20min，再在120℃～250℃条件下焙烘1min～10min，制得抗菌织物。
[0032]作为优选，步骤(1)中，所述的自由基聚合的反应条件为：在油溶性引发剂或水溶性引发剂的作用下，在氮气保护下于30℃～90℃反应0.5h～48h。
[0033]作为进一步的优选，所述步骤(1)按照如下实施：
[0034](1
‑
1)将Ag纳米粒子分散在极性溶剂中，超声处理后制得均匀分散的Ag纳米粒子分散液，随后加入乙烯基偶联剂，并将温度调至30℃～90℃，反应0.1h～48h,得到乙烯基改性的Ag纳米粒子，随后加入亲油改性剂和非极性溶剂，在100rpm～1000rpm的搅拌强度下和30℃～90℃的温度下，反应0.1h～48h，再经提纯干燥后得到改性Ag纳米粒子；其中Ag纳米粒子质量用量为极性溶剂质量用量的0.05％～3.0％；乙烯基偶联剂的质量用量为Ag纳米粒子质量用量的0.01％～2.0％；亲油改性剂质量用量为Ag纳米粒子质量用量的0.01％～5.0％；非极性溶剂质量为极性溶液质量的50.0％～200.0％；
[0035]所述极性溶剂可选自下列至少一种：乙醇、甲醇、正丙醇、丙酮、二甲基亚砜、乙腈、乙二醇、丙三醇、N，N
‑
二甲基甲酰胺；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于聚合物/Ag纳米复合粒子的抗菌织物的制备方法，其特征在于所述制备方法包括：(1)配置乳化剂水溶液，通用乙烯基单体、季胺单体、含氟单体、后交联单体、共稳定剂和改性Ag纳米粒子混合形成油相溶液，经预乳化和超声乳化处理制得单体细乳液，在单体液滴内，经自由基共聚反应，制得具有抗菌功能的聚合物/Ag纳米复合粒子；所述通用乙烯基单体选自下列至少一种：式(I)所示的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯类单体、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯腈；式中，R1为H或CH3；R2为C1～C20的脂肪直链或支链烷基；所述后交联单体选自下列至少一种：甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N
‑
羟甲基丙烯酰胺、N
‑
羟乙基丙烯酰胺或3
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；所述季胺单体选自下列至少一种：
所述含氟单体选自下列至少一种：
所述改性Ag纳米粒子是依次通过乙烯基偶联剂和亲油改性剂对Ag纳米粒子进行改性而获得，其中乙烯基偶联剂的质量用量为Ag纳米粒子质量用量的0.01％～2.0％，亲油改性剂质量用量为Ag纳米粒子质量用量的0.01％～5.0％；所述乙烯基偶联剂选自下列至少一种：式(Ⅱ)所示的烯烃巯基、式(Ⅲ)所示烯烃巯基；式中，R3为H或CH3，R4为C1～C20的脂肪直链或支链烷基；
式中，R5为H或CH3，R6为C1～C20的脂肪直链或支链烷基；所述亲油改性剂选自下列至少一种：式(Ⅳ)所示的烷烃巯基；R7‑
SH
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式(Ⅳ)式中，R7为C6～C20的脂肪直链或支链烷基；所述共稳定剂选自下列至少一种：C14～C22的脂肪直链或支链烷烃、C14～C22的脂肪醇；以单体总质量即通用乙烯基单体、季胺单体、含氟单体、后交联单体的质量为100％计，所述通用乙烯基单体的质量百分比含量为5％～60％，季胺单体的质量百分比含量为1％～10％(优选2％～8％)，含氟单体的质量百分比含量为5％～60％(优选30％～60％)，后交联单体的质量百分比含量为1％～10％，所述共稳定剂的质量用量为单体总质量的2％～10％，改性Ag纳米粒子的质量用量为单体总质量的0.1％～20％；所述单体总质量为乳化剂水溶液中水质量的5％～100％；(2)将聚合物/Ag纳米复合粒子乳液稀释成0.1wt％～3.0wt％的浸轧液，在浸轧前先洗涤织物，去除表面油脂和杂质，然后通过轧车在压力为0.1MPa～1MPa、转速为5m/s～30m/s的条件一浸一轧或二浸二轧得到轧液率在45％～90％的织物；将浸轧处理后的织物置于定型机中，在50℃～120℃条件下预烘1min～20min，再在120℃～250℃条件下焙烘1min～10min，制得抗菌织物。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的自由基共聚的反应条件为：在油溶性引发剂或水溶性引发剂的作用下，在氮气保护下于30℃～90℃反应0.5h～48h。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)按照如下实施：(1
‑
1)将Ag纳米粒子分散在极性溶剂中，超声处理后制得均匀分散的Ag纳米粒子分散液，随后加入乙烯基偶联剂，并将温度调至30℃～90℃，反应0.1h～48h,得到乙烯基改性的Ag纳米粒子，随后加入亲油改性剂和非极性溶剂，在100rpm～1000rpm的搅拌强度下和30℃～90℃的温度下，反应0.1h～48h，再经提纯干燥后得到改性Ag纳米粒子；其中Ag纳米粒子质量用量为极性溶剂质量用量的0.05％～3.0％；乙烯基偶联剂的质量用量为Ag纳米粒子质量用量的0.01％～2.0％；亲油改性剂质量用量为Ag纳米粒子质量用量的0.01％～5.0％；非极性溶剂质量为极性溶液质量的50.0％～200.0％；所述极性溶剂可选自下列至少一种：乙醇、甲醇、正丙醇、丙酮、二甲基亚砜、乙腈、乙二醇、丙三醇、N，N
‑
二甲基甲酰胺；所述非极性溶剂可选下列至少一种：石油醚、环己烷、正己烷、庚烷、二甲苯；(1

【专利技术属性】
技术研发人员：曹志海，姚俊，吴鑫磊，郑思佳，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：