防细菌聚合物复合材料制造技术

提供了一种制备防细菌母料、包括该防细菌母料的防细菌聚合物复合材料的方法，以及由其制备的组合物和制品。制备的组合物和制品。制备的组合物和制品。

【技术实现步骤摘要】
防细菌聚合物复合材料


[0001]本公开涉及功能塑料的领域，尤其涉及展现防细菌特性的聚合物复合材料以及其制备和使用方法。

技术介绍

[0002]为塑料赋予抗微生物性不仅仅对于基础研究意义重大，而且在实际应用中也意义重大。然而，人们越来越关注在聚合物中使用的抗微生物剂的安全性。例如，据报道银纳米颗粒可进入脑，并且随着时间的推移可造成神经退化和坏死。也报道了纳米银具有使鱼胚胎突变的风险。另外，过度暴露于抗生素/抗微生物剂的细菌倾向于突变和有抗性。2020年9月，内华达公共健康局报道了来自里诺(Reno)不可治愈的疾病的死亡病例。测试显示患者感染了耐抗生素的细菌，可耐受26种不同的抗生素。
[0003]强烈需要将常规的杀菌技术转化成安全、非浸出和无污染的方法，其可防止细菌附着而不是杀伤它们。根据早期的基础研究，为了实现该转化，基质的表面能起到至关重要的作用。当基质表面的初始表面张力为20
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30mN/m(即，低
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能表面)时，微生物的长期黏附力是最小的。硅酮和氟聚合物为两个熟知的防污聚合物，由于它们低的表面能特性，其用作涂层的基础组分。因为其亲水性和对各种生物流体(比如蛋白质、细菌和病毒)的位阻，聚乙二醇涂层也广泛地用作防污修饰剂。聚合物的常规防污修饰通常通过表面改性和在压缩模塑之后在聚合物表面上涂覆亲水性层而实现。
[0004]然而，传统的防细菌剂熔点低并且在室温下通常为液体或蜡状。如果将它们与基础聚合物直接掺混用于注射模塑和其他产品产生工艺，则添加剂将提前熔化并且和涂覆在螺杆的表面，导致螺杆滑动和注射故障。所以，传统的抗微生物吸附修饰的塑料需要添加另外的熔融加工步骤，比如双杆挤压，其明显增加了成本并且缺少实用性。而且，在熔融的状态下，传统树脂与添加剂的相容性不理想。在通过传统的熔融加工制备的母料料中，防细菌添加剂的混合量的典型值为10％。终加工中的添加量也在15％
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30％之间，其缺少实用性。同时，在生产过程中该方法将造成不同程度的添加剂沉淀，其影响产品稳定性。
[0005]因此，需要解决或克服至少一些上面出现的问题的提高的方法，用于制备防细菌的复合材料。

技术实现思路

[0006]为了解决当防细菌母料直接用于注射成型和要求另外的熔融加工时螺杆滑动的问题(其可导致高的加工和生产成本、缺少实用性和加工的产品的低稳定性)，本公开提供了包括多孔聚合物的防细菌母料。所述防细菌母料可与基础热塑性聚合物直接混合并且直接进行热塑性加工和模塑，而不需要另外的熔化和粒化工艺。而且，在热塑性加工和模塑工艺期间螺杆将不滑动，其具有高的实用性。有利地，防细菌母料的多孔基础聚合物具有开孔，其导致更高的防细菌试剂的携带容量，并且加工的产品具有良好的稳定性。
[0007]在第一方面中，本文提供了制备防细菌聚合物复合材料的方法，所述方法包括将
多孔热塑性聚合物的表面暴露于等离子体中从而形成表面活化的多孔热塑性聚合物；将表面活化的多孔热塑性聚合物与防细菌剂混合从而将防细菌试剂移植至活化的多孔热塑性聚合物的表面并形成母料；以及将母料与热塑性聚合物组合从而形成防细菌聚合物复合材料，其中防细菌剂为非离子表面活性剂。
[0008]在某些实施方式中，所述防细菌聚合物复合材料不包括杀菌剂。
[0009]在某些实施方式中，所述多孔聚合物具有50％
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95％之间的孔隙率。
[0010]在某些实施方式中，所述方法进一步包括将所述防细菌聚合物复合材料注射成型的步骤。
[0011]在某些实施方式中，所述方法不进一步包括螺杆挤压步骤、班伯里(Banburry)混合步骤或熔化掺混步骤。
[0012]在某些实施方式中，多孔热塑性聚合物选自由下述组成的组：聚氨酯、苯乙烯
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乙烯
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丁烯
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苯乙烯嵌段热塑性弹性体、聚烯烃弹性体、热塑性聚酯弹性体、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯
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丙烯腈共聚物、丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯三元共聚物、对苯二甲酸
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四甲基环丁二醇
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环己二醇共聚物、聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基戊烯、聚酰胺、聚氯乙烯、乙烯
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乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯
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甲基丙烯酸酯类共聚物、甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯三元共聚物和其组合。
[0013]在某些实施方式中，多孔热塑性聚合物选自由下述组成的组：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯三元共聚物和其组合。
[0014]在某些实施方式中，非离子表面活性剂选自由下述组成的组：脂肪醇聚氧化烯醚、聚氧化烯脂肪酸、聚氧化烯山梨聚糖、聚氧化烯山梨聚糖脂肪酸酯、聚醚多元醇和其组合。
[0015]在某些实施方式中，非离子表面活性剂选自由下述组成的组：聚氧乙烯山梨糖醇六油酸酯、聚氧乙烯山梨聚糖单月桂酸酯、月桂醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯氢化蓖麻油、聚氧乙烯十六烷基/十八烷基醚、烯丙基聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇硅烷、聚氧乙烯丙烯酸酯、聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、聚氧乙烯乙烯醚、聚氧丙二醇、聚氧丙烯胺、聚氧丙烯丙烯酸酯、聚氧丙烯甲基丙烯酸酯、聚氧丙烯甘油基醚和其组合。
[0016]在某些实施方式中，非离子表面活性剂选自由下述组成的组：鲸蜡硬脂醇聚醚
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20、聚(乙二醇)山梨糖醇六油酸酯、聚山梨醇酯80、PEG
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40氢化蓖麻油和其组合。
[0017]在某些实施方式中，非离子表面活性剂包括聚乙二醇基团，其具有平均分子量为132至4,400Da的聚乙二醇基团。
[0018]在某些实施方式中，防细菌试剂与多孔热塑性聚合物的质量比为1:9至4:1。
[0019]在某些实施方式中，热塑性聚合物选自由下述组成的组：聚氨酯、苯乙烯
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乙烯
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丁烯
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苯乙烯嵌段热塑性弹性体、聚烯烃弹性体、热塑性聚酯弹性体、热塑性硫化橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯
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丙烯腈共聚物、丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯三元共聚物、对苯二甲酸
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四甲基环丁二醇
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环己烷乙二醇共聚物、聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基戊烯、聚酰胺、聚氯乙烯、乙烯
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乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯
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甲基丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯三元共聚物和其组合。
[0020]在某些实施方式中，热塑性聚合物选自由下述组成的组：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、对苯二甲酸
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四甲基环丁二醇
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环己烷乙二醇共聚物、苯乙烯<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备防细菌聚合物复合材料的方法，所述方法包括将多孔热塑性聚合物的表面暴露于等离子体，从而形成表面活化的多孔热塑性聚合物；将所述表面活化的多孔热塑性聚合物与防细菌试剂混合，从而将所述防细菌试剂移植至所述活化的多孔热塑性聚合物的表面并且形成母料；以及将所述母料与热塑性聚合物组合，从而形成所述防细菌聚合物复合材料，其中所述防细菌试剂为非离子表面活性剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述防细菌聚合物复合材料不包括杀菌剂。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔热塑性聚合物具有50％
‑
95％之间的孔隙率。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述防细菌聚合物复合材料注射成型的步骤。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法不进一步包括螺杆挤压步骤、班伯里混合步骤或熔融共混步骤。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔热塑性聚合物选自由下述组成的组：聚氨酯、苯乙烯
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乙烯
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丁烯
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苯乙烯嵌段热塑性弹性体、聚烯烃弹性体、热塑性聚酯弹性体、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯
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丙烯腈共聚物、丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯三元共聚物、对苯二甲酸
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四甲基环丁二醇
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环己二醇共聚物、聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基戊烯、聚酰胺、聚氯乙烯、乙烯
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乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯
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甲基丙烯酸酯类共聚物、甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯三元共聚物和其组合。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔热塑性聚合物选自由下述组成的组：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈
‑
丁二烯
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苯乙烯三元共聚物和其组合。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非离子表面活性剂选自由下述组成的组：脂肪醇聚氧化烯醚、聚氧化烯脂肪酸、聚氧化烯山梨聚糖、聚氧化烯山梨聚糖脂肪酸酯、聚醚多元醇和其组合。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非离子表面活性剂选自由下述组成的组：聚氧乙烯山梨糖醇六油酸酯、聚氧乙烯山梨聚糖单月桂酸酯、月桂醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯氢化蓖麻油、聚氧乙烯十六烷基/十八烷基醚、烯丙基聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇硅烷、聚氧乙烯丙烯酸酯、聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、聚氧乙烯乙烯醚、聚氧丙二醇、聚氧丙烯胺、聚氧丙烯丙烯酸酯、聚氧丙烯甲基丙烯酸酯、聚氧丙烯甘油基醚和其组合。10.根据权利要求1的所述方法，其特征在于，所述非离子表面活性剂选自由下述组成的组：鲸蜡硬脂醇聚醚
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20、聚(乙二醇)山梨糖醇六油酸酯、聚山梨醇酯80、PEG
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40氢化蓖麻油和其组合。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述非离子表面活性剂包括聚乙二醇基团，其具有平均分子量为132至4,400Da的聚乙二醇基团。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：武友，赵艳华，江凯君，区浩文，黄维中，宋卓能，李远发，
申请(专利权)人：嘉瑞塑胶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：