一种HDPE抗菌塑料的制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子技术领域，具体关于一种HDPE抗菌塑料的制备方法；本方法采用高分子抗菌剂、氯化橡胶、HDPE、增塑剂，通过熔融挤出法制得HDPE抗菌塑料；本发明专利技术制备的HDPE抗菌塑料，具有较好的熔体流动性；本发明专利技术制备的HDPE抗菌塑料，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都有优良的抗菌效果：大肠杆菌的杀菌率99.1％、金黄色葡萄球菌的杀菌率96.7％、细胞毒性等级0级；本发明专利技术制备的HDPE抗菌塑料生物毒性：MTT细胞毒性测试结果显示抗菌塑料的细胞毒性为0级，不存在小分子有毒物质的渗出，具有很高的生物安全性，可以广泛地应用于生物医学领域。可以广泛地应用于生物医学领域。

【技术实现步骤摘要】
一种HDPE抗菌塑料的制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子
，尤其是一种HDPE抗菌塑料的制备方法。

技术介绍

[0002]塑料在加工和使用过程中容易滋生细菌，传统的灭菌方法容易改变材料原有的化学结构，降低其使用寿命，且不能解决再次沾染细菌的问题；因此，制备自身具有杀菌性能的塑料迫在眉睫。
[0003]CN201811340989.5公开了一种HDPE抗菌塑料，主要由下述重量份的原料组成：高密度聚乙烯100重量份；抗菌剂4～8重量份；乙撑基双硬脂酰胺2～3重量份；相容剂3～5重量份；增塑剂1～2重量份。本专利技术的HDPE抗菌塑料通过以2甲氧基N乙酰乙酰基苯胺和碳酸锂作为抗菌剂，其通过合理配伍，对病原微生物的杀死作用和抑制生长作用达到最佳；以乙烯丙烯共聚物作为相容剂，其与高密度聚乙烯结合后，可进一步提高高密度聚乙烯机械强度；通过加入乙酰柠檬酸三丁酯改善HDPE的柔韧性和容易加工性能；通过加入甲壳素进一步提高其抗菌性能。
[0004]CN201610257224.X涉及一种HDPE抗菌塑料及其制备方法，所述抗菌塑料由以下重量份的组分制成：高密度聚乙烯100 150份，十二烷基三甲基氯化铵3 5份，聚六亚甲基胍2 5份，甜菜碱2 5份，纳米氧化锌粉2 5份，电气石粉3 5份，硬脂酸锌0.5 2份，白油0.5 2份，偶联剂0.5 5份，二亚苄基山梨醇0.5 2份，乙烯辛烯共聚物0.1 1份，抗氧剂0.5 1份，苯乙烯与马来酸酐的无规共聚物0.1 3份，增塑剂0.5 2份。本专利技术所述的抗菌塑料力学性能加工性能优良、阻燃性能好、具有良好的抗菌性能，可用于塑料薄膜、管材、板材以各种塑料制品。
[0005]CN201310371736.5公开了一种HDPE抗菌塑料，由下述重量份组分组成：160
‑
165质量份HDPE、10
‑
15质量份甲醛、10质量份顺丁烯二酸化PP、10
‑
15质量份硅灰石纤维、10
‑
15质量份三乙烯四胺、10
‑
13质量份氧化锆、5
‑
7份环氧大豆油、5
‑
8份水杨酸苯酯、10质量份镁盐晶须和10质量份壳聚糖接枝甲基丙烯酸甲酯。本专利技术制得的HDPE抗菌塑料具有良好的抗菌功能，用量很少就能明显起到抗菌作用；并且不影响塑料的机械强度，特别是不降低塑料制品的热变形温度、力学温度及电绝缘性能；同时同树脂的相容性要好，在塑料制品中不迁移、不析出、不被萃取。
[0006]以上专利及现有技术采用的抗菌塑剂，价格昂贵，且在使用过程中容易变色，对生产成本、加工条件都有一定限制，且存在抗菌效果不持久的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供了一种HDPE抗菌塑料的制备方法，通过本方法制备的抗菌剂分子具有高的活性和抑菌效果。
[0008]为了实现上述目的，第一方面，提供了一种HDPE抗菌塑料的制备方法，其操作步骤为：
[0009]按照质量份数，称取3
‑
9份高分子抗菌剂、35
‑
50份氯化橡胶、100
‑
130份HDPE、1
‑
5份增塑剂，采用同向双螺杆挤出机制得HDPE抗菌塑料。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二正辛酯或邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二甲酯。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述同向双螺杆温度控制在100
‑
130℃。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述转速为100
‑
200r/min。
[0013]第二方面，本专利技术提供了一种高分子抗菌剂的制备方法为：
[0014]S1：按照质量份数，将6.3
‑
18.2份的乙二醇胺和6
‑
16.4份的丁二酸酐分别加入到35
‑
55份的极性溶剂中，搅拌混合均匀后将乙二醇胺加热升温，然后在60
‑
120min内将丁二酸酐溶液缓慢的加入到反应釜中，加入完毕后继续控温至反应90
‑
150min；
[0015]S2：加入2.1
‑
4.5份的烯丙基溴化锌，和40
‑
60份的甲苯，搅拌混合均匀后加入0.05
‑
0.3份的对甲苯磺酸，然后加热升温，在下回流带水反应；
[0016]S3：加入1.6
‑
3.4份的9
‑
乙烯基蒽和0.1
‑
0.4份的过硫酸钾，控温到60
‑
90℃，搅拌反应2
‑
4h，完成后降温到室温，过滤，然后滤液在惰性气体保护下升温到60
‑
80℃，然后缓慢的加入2.1
‑
3.8份的三乙胺，并搅拌反应4
‑
8h，完成后升温到100
‑
120℃，减压蒸馏除去溶剂和反应物，即可得到所述的高分子抗菌剂。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，所述S1中的极性溶剂选自N,N
‑
二甲基乙酰胺。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述S1的反应温度为40
‑
60℃。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，所述S2的反应温度为110
‑
120℃。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，所述S2的反应时间为1
‑
3h。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，所述S3中的惰性气体选自氮气或者氩气。
[0022]本专利技术制备了一种具有超支化结构的季铵盐高分子抗菌剂，具有三维空间结构，分子间规整度高，不易缠绕，使该种高分子抗菌剂在HDPE基体中分散性更好，而且该分子末端大量的活性季铵盐基团，使高分子抗菌剂分子具有更高的活性，达到更好的抗菌效果。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的一种HDPE抗菌塑料的制备方法，具有以下显著效果：
[0024](1)本专利技术制备的HDPE抗菌塑料，具有较好的熔体流动性；
[0025](2)本专利技术制备的HDPE抗菌塑料，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都有优良的抗菌效果：大肠杆菌的杀菌率99.1％、金黄色葡萄球菌的杀菌率96.7％、细胞毒性等级0级；
[0026](3)本专利技术制备的HDPE抗菌塑料生物毒性：MTT细胞毒性测试结果显示抗菌塑料的细胞毒性为0级，直接接触法观察到细胞与抗菌塑料浸提液共培养时，细胞形态良好，数量呈递增趋势，说明抗菌剂属于非溶出型，不存在小分子有毒物质的渗出，具有很高的生物安全性，可以广泛地应用于生物医学领域。
具体实施方式
[0027]下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种HDPE抗菌塑料的制备方法，其操作步骤为：按照质量份数，称取3
‑
9份高分子抗菌剂、35
‑
50份氯化橡胶、100
‑
130份HDPE、1
‑
5份增塑剂，采用同向双螺杆挤出机制得HDPE抗菌塑料。2.根据权利要求1所述的一种HDPE抗菌塑料的制备方法，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二正辛酯或邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二甲酯。3.根据权利要求1所述的一种HDPE抗菌塑料的制备方法，其特征在于：所述同向双螺杆温度控制在100
‑
130℃。4.根据权利要求1所述的一种HDPE抗菌塑料的制备方法，其特征在于：所述挤出机转速为100
‑
200r/min。5.根据权利要求1所述的一种HDPE抗菌塑料的制备方法，其特征在于：所述高分子抗菌剂的制备方法为：S1：按照质量份数，将6.3
‑
18.2份的乙二醇胺和6
‑
16.4份的丁二酸酐分别加入到35
‑
55份的极性溶剂中，搅拌混合均匀后将乙二醇胺加热升温，然后在60
‑
120min内将丁二酸酐溶液缓慢的加入到反应釜中，加入完毕后继续控温至反应90
‑
150min；S2：加入2.1
‑
4.5份的烯丙基溴化锌，和40
‑
60份的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周紫璇，柳梦骊，邓小宏，
申请(专利权)人：周紫璇，
类型：发明
国别省市：