一种淀粉基抗菌材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种淀粉基抗菌材料及其制备方法，所述淀粉基抗菌材料包括全可降解淀粉基抗菌材料、部分可降解淀粉基抗菌塑料、部分可降解淀粉基抗菌橡胶。本发明专利技术通过化学键结合的方式，将异噻唑啉酮类抗菌剂接在淀粉分子上，有效克服淀粉基材料与抗菌剂相容性不足的问题，所得新型淀粉基材料抗菌性能优异，综合机械性能良好；另外，本发明专利技术合成步骤少，避免了中间产物的提纯步骤，减少了工作量，提升了效率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种淀粉基抗菌材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及化学合成
，具体涉及一种淀粉基抗菌材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]淀粉基塑料制品通常外加抗菌剂以增强抗菌性，但淀粉基塑料与大多数抗菌剂相容性不足，外加的抗菌剂容易析出，影响制品的抗菌性、安全性、耐用性和综合机械性能。
[0003]在专利CN112679895A中，在40℃聚乙烯醇水溶液中，依次加入增塑剂、脱模剂、杀菌剂，继续搅拌1h，呈均匀溶液，将膜液静置、抽真空去除气泡，在玻璃板上刮膜，干燥后揭膜，得到抗菌薄膜，并可用于食品包装、保鲜袋、药品包装等。其中的抗菌剂包含异噻唑类、2
‑
溴
‑2‑
硝基
‑
1，3
‑
丙二醇、苯氧乙醇等。
[0004]Alotaibi(Development of a sweet potato starch
‑
based coating and itseffect on quality attributes of shrimp during refrigerated storage[J])将百里香精油/吐温80稳定体系与甘薯淀粉/甘油水溶液互相混合，一并在均化器内分散成乳浊液，再涂布于鲜虾表面成膜，发现含有百里香精油的甘薯淀粉基涂层可以减少鲜虾黑变病、减缓硬度损失并很好地保证虾肉口感。
[0005]在以上两种工艺中，抗菌剂均通过共混的形式加入到产品中，存在以下问题：1.抗菌剂在使用过程中容易析出，影响产品的抗菌性； 2.抗菌剂与基材的相容性差，难以混合均匀，影响产品的综合机械性能。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是克服
技术介绍
的技术缺陷，提供一种淀粉基抗菌材料及其制备方法。本专利技术通过化学键结合的方式，将异噻唑啉酮类抗菌剂接在淀粉分子上，有效克服淀粉基材料与抗菌剂相容性不足的问题，所得新型淀粉基材料抗菌性能优异，综合机械性能良好；另外，本专利技术合成步骤少，避免了中间产物的提纯步骤，减少了工作量，提升了效率。
[0007]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种抗菌淀粉，所述抗菌淀粉包括具有如式I所示重复单元：
[0009][0010]式I中，R1、R2、R3中至少有一个基团为如式II所示基团结构； R1、R2、R3中的非式II所示基团结构各自独立表示羧基、酯基、烷基、一羟烷基、二羟烷基、羧烷基、芳基、环烷
基、胺烷基、烷基胺烷基、氢原子中的任意一种；式I中n为200～6000的整数；
[0011][0012]式II中，*表示取代位置，R4、R5、R6、R7各自独立表示烷基、硝基、卤素、氢原子中的任意一种，R8表示苯环，m为1～5之间的正整数。
[0013]优选地，R1、R2、R3中的非式II所示基团结构各自独立表示氢原子、酯基、烷基中的任意一种。
[0014]优选地，R4、R5、R6、R7各自独立表示甲基、乙基、氢原子中的任意一种。
[0015]更优选地，R4、R5、R6、R7为氢原子。
[0016]第二方面，本专利技术提供上述抗菌淀粉的制备方法，包括如下步骤：
[0017](1)将100份淀粉在150～300份蒸馏水中浸泡活化10～30h，抽滤后用第一试剂洗涤，然后将活化后的淀粉和200～400份第一试剂加入反应容器混合均匀后，逐滴加入200～400份第二试剂和0.5～3.5份催化剂，控制反应温度为50～80℃，反应时间为1～4h；在室温下过滤、蒸馏水洗涤、干燥、粉碎、过筛，得到酯化淀粉；
[0018]所述第一试剂包括氯乙酸、3
‑
氯丙酸、4
‑
氯丁酸、5
‑
氯戊酸中的任意一种或几种；所述第二试剂包括氯乙酸酐、3
‑
氯丙酸酐、4
‑
氯丁酸酐、5
‑
氯戊酸酐中的任意一种或几种，且所述第二试剂为所述第一试剂相对应的酸酐；所述催化剂为浓硫酸、对甲苯磺酸、四丁基碘化铵中的任意一种或几种；
[0019](2)将70～150份抗菌剂和160～220份第三试剂混合，室温加入 55～130份缚酸剂，加入步骤(1)制得的100份酯化淀粉，升温至 30～80℃，反应3～7h，反应完毕，降至室温，旋蒸，水洗，真空烘干，得到抗菌淀粉；
[0020]所述抗菌剂为1，2
‑
苯并异噻唑啉
‑3‑
酮、6
‑
氯
‑
1，2苯并异噻唑啉
ꢀ‑3‑
酮、6
‑
硝基
‑
1，2
‑
苯并异噻唑啉
‑3‑
酮中的任意一种；所述第三试剂为氯仿、乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、二甲基亚砜、甲醇中的任意一种或几种；所述缚酸剂为三乙胺、4
‑
二甲氨基吡啶、三苯基氢氧化锡中的任意一种或几种。
[0021]优选地，所述步骤(1)中，所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、豌豆淀粉中的任意一种或几种。
[0022]优选地，所述步骤(1)中，所述催化剂为对甲苯磺酸。
[0023]优选地，所述步骤(1)中，所述反应温度为65～75℃，反应时间为2～3h。
[0024]优选地，所述步骤(2)中，所述抗菌剂为1，2
‑
苯并异噻唑啉
‑3‑ꢀ
酮。
[0025]优选地，所述步骤(2)中，所述第三试剂为丙酮、乙酸乙酯中的任意一种或两种。
[0026]优选地，所述步骤(2)中，所述缚酸剂为三乙胺。
[0027]优选地，所述步骤(2)中，所述抗菌剂为100～130份，所述第三试剂为190～210份，所述缚酸剂为80～100份。
[0028]优选地，所述步骤(2)中，所述升温至50～60℃，反应4～6h。
[0029]第三方面，本专利技术提供一种淀粉基抗菌材料的制备方法，包括如下步骤：
[0030]所述淀粉基抗菌材料包括全可降解淀粉基抗菌材料、部分可降解淀粉基抗菌塑料、部分可降解淀粉基抗菌橡胶；
[0031]所述淀粉基抗菌材料的制备方法，包括如下步骤：
[0032](1)将100份淀粉在150～300份蒸馏水中浸泡活化10～30h，抽滤后用第一试剂洗涤，然后将活化后的淀粉和200～400份第一试剂加入反应容器混合均匀后，逐滴加入200～400份第二试剂和0.5～3.5份催化剂，控制反应温度为50～80℃，反应时间为1～4h；在室温下过滤、蒸馏水洗涤、干燥、粉碎、过筛，得到酯化淀粉；
[0033]所述第一试剂包括氯乙酸、3
‑
氯丙酸、4
‑
氯丁酸、5
‑
氯戊酸中的任意一种或几种；所述第二试剂包括氯乙酸酐、3
‑
氯丙酸酐、4
‑
氯丁酸酐、5
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种淀粉基抗菌材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：所述淀粉基抗菌材料包括全可降解淀粉基抗菌材料、部分可降解淀粉基抗菌塑料、部分可降解淀粉基抗菌橡胶；所述淀粉基抗菌材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将100份淀粉在150～300份蒸馏水中浸泡活化10～30h，抽滤后用第一试剂洗涤，然后将活化后的淀粉和200～400份第一试剂加入反应容器混合均匀后，逐滴加入200～400份第二试剂和0.5～3.5份催化剂，控制反应温度为50～80℃，反应时间为1～4h；在室温下过滤、蒸馏水洗涤、干燥、粉碎、过筛，得到酯化淀粉；所述第一试剂包括氯乙酸、3
‑
氯丙酸、4
‑
氯丁酸、5
‑
氯戊酸中的任意一种或几种；所述第二试剂包括氯乙酸酐、3
‑
氯丙酸酐、4
‑
氯丁酸酐、5
‑
氯戊酸酐中的任意一种或几种，且所述第二试剂为所述第一试剂相对应的酸酐；所述催化剂为浓硫酸、对甲苯磺酸、四丁基碘化铵中的任意一种或几种；(2)将70～150份抗菌剂和160～220份第三试剂混合，室温加入55～130份缚酸剂，加入步骤(1)制得的100份酯化淀粉，升温至30～80℃，反应3～7h，反应完毕，降至室温，旋蒸，水洗，真空烘干，得到抗菌淀粉；所述抗菌剂为1，2
‑
苯并异噻唑啉
‑3‑
酮、6
‑
氯
‑
1，2苯并异噻唑啉
‑3‑
酮、6
‑
硝基
‑
1，2
‑
苯并异噻唑啉
‑3‑
酮中的任意一种；所述第三试剂为氯仿、乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、二甲基亚砜、甲醇中的任意一种或几种；所述缚酸剂为三乙胺、4
‑
二甲氨基吡啶、三苯基氢氧化锡中的任意一种或几种；(3a)当将步骤(2)制得的抗菌淀粉用于制备所述全可降解淀粉基抗菌材料时，制备方法包括如下步骤：将步骤(2)制得的抗菌淀粉在30～60℃下真空烘干2～5h，将30～100份所述抗菌淀粉与0～70份可降解聚合物以及9～35份助剂在挤出机进行共混并挤出造粒，所得粒料通过注塑机或者制膜机成型，得所述全可降解淀粉基抗菌材料；(3b)当将步骤(2)制得的抗菌淀粉用于制备所述部分可降解淀粉基抗菌塑料时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐小武，戴静，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：