一种聚乙烯醇微球的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚乙烯醇微球的制备方法，所制备得的微球可应用于抗菌抗病毒。通过以聚乙烯醇为原料，使用交联剂对聚乙烯醇进行交联成球，进一步利用缩合剂对球进行活化处理，然后与阳离子聚合物进行缩合反应制备获得聚乙烯醇微球。本方法制备得到的微球，可通过结构中包含的阳离子起到杀死冠状、杆状、丝状等病毒的目的，应用时可填充到医用外科口罩和防护服的夹层中或空气清洗器、新风系统等滤网中，从而达到杀死空气中传播的细菌与病毒的作用。该微球抗菌抗病毒效果明显，使用材料对人体无毒无害，制作过程简单，生产成本低廉。生产成本低廉。生产成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯醇微球的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种聚乙烯醇微球的制备方法，特别涉及一种抗菌抗病毒的聚乙烯醇微球材料的制备方法，属于医用材料


技术介绍

[0002]自然环境中存在的各种细菌病毒对人体健康与人类正常活动产生着巨大的影响。针对如冠状病毒，市面上除了接种疫苗、时刻佩戴口罩、保持社交距离和注意个人卫生等之外，预防抵御的手段仍有欠缺。普通的防护服、医用口罩等只能起到被动抵御的作用，且即使时刻穿着、佩戴也无法保证100%的安全。现有的同类型微球普遍存在着各种不足，例如抗菌或抗病毒的效果单一，使用原材料对人体健康有影响，抑或是制备过程复杂，制作成本高。
[0003]CN111217956B 描述了一种阳离子型释迦果状丙烯酸酯共聚物抗菌微球，该微球虽然具有抗菌效果良好，且制作工艺简单，成本低等优点。但如作为医用材料，由于其使用原料为丙烯酸酯，而丙烯酸酯接触人体后，对皮肤可能产生皮疹、瘙痒等症状；同时其纳米级别的微球如被人体吸入也会对呼吸道产生刺激，引起咳嗽、胸闷、呼吸不畅等不良影响。
[0004]CN110755408A描述了一种可缓释生长因子的壳聚糖抗菌微球及其制备方法和应用，此微球使用壳聚糖作为主原料，壳聚糖本身具有抗菌能力较强，生物相容性较好等优势。但在其制作过程中需使用马弗炉加热至800
‑
1000摄氏度，增加了制备难度同时也降低了制备期间的安全性。
[0005]CN112062978B描述了使用甲基丙烯酸甲酯聚合后得到的聚甲基丙烯酸甲酯微球。该微球为了提升抗菌效果，在聚合过程中将纳米银包裹到微球内部，银离子虽然抗菌效果明显，但长期释放过程中会导致人体积累过多，从而危害身体健康，在欧美纳米银已经明确限制其作为抗菌材料而应用于人体。同时该微球的制备过程需经过多步骤处理，制作过程复杂，增添生产成本。
[0006]CN111944155B专利技术了一种胍盐抗菌微球，胍盐作为作为优秀的蛋白质变性剂，在抗菌与抗病毒方面有着非常好的效果。在工业制品中使用胍盐进行抗菌与抗病毒处理优势明显，但却不适用于制作医用抗菌材料，这是由于胍盐的使用对人体具有伤害性，短期可能产生过敏、刺激等副作用，长期与人体接触会导致中毒产生。
[0007]可见，现有技术所制备的抗菌微球，主要存在制备难度大、人体接触不安全的问题；并且，目前适用于冠状病毒尤其是新冠病毒的微球多数只具备检测功能，如应用于新冠病毒抗原检测试剂盒的（CN115032383A）纳米微球、应用于检测新冠病毒核壳蛋白的光电化学生物传感器（CN114923968A）的TiO2@Bi2WO6微球等，未有抗菌抗病毒的功效，针对新冠病毒的抗病毒微球还未见有报道。因此，本领域亟需开发一种制备工艺简单、人体接触安全的、可针对新冠病毒的抗菌抗病毒微球。

技术实现思路

[0008]为了克服现有技术中存在的抗菌微球制备难度大、人体接触不安全以及缺乏抗病毒微球的问题，本专利技术提供了一种聚乙烯醇微球的制备方法，制备获得搭载有阳离子抗菌杀毒剂的微球，通过阳离子的作用起到杀死冠状、杆状、丝状等病毒的目的。应用时可将微球均匀填充到医用外科口罩和防护服的夹层中或空气清洗器、新风系统等滤网中，从而达到杀死空气中传播的细菌与病毒的作用。本方法制备的微球抗菌抗病毒效果明显，使用材料对人体无毒无害，制作过程简单，生产成本低廉的特点。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术第一方面，提供了一种聚乙烯醇微球的制备方法，所述制备方法如下：S1，以聚乙烯醇为原料，使用交联剂对聚乙烯醇进行交联成球，得到聚乙烯醇微球中间体B，所述聚乙烯醇微球中间体B的内部与表面具有多羟基结构；S2，利用缩合剂对所述聚乙烯醇微球中间体B内部及表面的羟基进行活化处理；S3，羟基被活化后的聚乙烯醇微球中间体B与阳离子聚合物进行缩合反应制备获得聚乙烯醇微球。
[0010]优选的，所述步骤S1中交联成球的方法为：通过乳液聚合或悬浮聚合的方式交联成球。
[0011]具体制备方法步骤：S1：在聚乙烯醇水溶液中加入N
‑
(2,2
‑
二甲氧基乙基)
‑2‑
丙烯酰胺和浓盐酸，在25
‑
50℃下反应；反应结束后，用碱溶液将反应体系的pH值调节至7
‑
9，浓缩溶液至粘度达到1500
‑
3000cps，得到微球中间体A；取所述微球中间体A和交联剂，以及过硫酸盐一同溶解，再加入乙酸丁酯和醋酸丁酸纤维素，最后在惰性气体气氛下加入四甲基乙二胺，在50
‑
80℃反应；反应结束后，过滤、洗涤，得到聚乙烯醇微球中间体B；S2：取聚乙烯醇微球中间体B分散于有机溶剂中，惰性气体保护下加入三乙胺，搅拌并升温至40
‑
60℃，然后加入缩合剂，保持25
‑
50℃搅拌；反应结束后，对产物进行清洗，保存备用；S3：步骤S2中的产物分散于有机溶剂中，同时加入阳离子聚合物和三乙胺，原料添加结束后对反应装置进行惰性气体保护，随后升温至40
‑
60℃反应；反应结束，得到聚乙烯醇微球。
[0012]优选的，所述交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；所述过硫酸盐为过硫酸钠。
[0013]优选的，所述步骤S2和S3中加入的三乙胺用量相等。
[0014]优选的，所述缩合剂为羰基咪唑（CDI）、碳二亚胺（ECDI）、2
‑
(7
‑
氮杂苯并三氮唑)
‑
N,N,N',N'
‑
四甲基脲六氟磷酸酯（HATU）、O
‑
苯并三氮唑
‑
四甲基脲六氟磷酸盐（HBTU）、1
‑
羟基苯并三氮唑（HOBT）、O
‑
苯并三氮唑
‑
N,N,N',N'
‑
四甲基脲四氟硼酸（TBTU）中的一种或几种。
[0015]优选的，所述阳离子聚合物选自聚乙烯亚胺（PEI）、多聚赖氨酸（PLL）、聚(2
‑
二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯（PDMAEMA）中的一种或几种。
[0016]优选的，所述聚乙烯醇微球中间体B、阳离子聚合物、缩合剂与三乙胺的质量比为1：（4~8）：（2~3）：（0.5~0.6）。
[0017]优选的，所述步骤S3中的反应结束后，对产物进行清洗、70
‑
130℃烘干。
[0018]本专利技术第二方面，提供了聚乙烯醇微球的另一种制备方法，所述制备方法如下：S101，以聚乙烯醇为原料，使用交联剂对聚乙烯醇进行交联成球，得到微球中间体B，所述微球中间体B内部与表面具有多羟基结构；S201，利用缩合剂与阳离子聚合物进行反应生成中间体C；S301，将步骤S101中所述微球中间体B与步骤S201中的所述中间体C反应制备获得聚乙烯醇微球。
[0019]优选的，所述步骤S101中交联成球的方法为：通过乳液聚合或悬浮聚合的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇微球的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：在聚乙烯醇水溶液中加入N
‑
(2,2
‑
二甲氧基乙基)
‑2‑
丙烯酰胺和浓盐酸，在25
‑
50℃下反应；反应结束后，用碱溶液将反应体系的pH值调节至7
‑
9，浓缩溶液至粘度达到1500
‑
3000cps，得到微球中间体A；取所述微球中间体A和交联剂，以及过硫酸盐一同溶解，再加入乙酸丁酯和醋酸丁酸纤维素，最后在惰性气体气氛下加入四甲基乙二胺，在50
‑
80℃反应；反应结束后，过滤、洗涤，得到内部与表面具有多羟基结构的聚乙烯醇微球中间体B；S2：取步骤S1所制得的聚乙烯醇微球中间体B分散于有机溶剂中，惰性气体保护下加入三乙胺，搅拌并升温至40
‑
60℃，然后加入缩合剂，保持25
‑
50℃搅拌；反应结束后，对产物进行清洗，保存备用；S3：步骤S2中的产物分散于有机溶剂中，同时加入阳离子聚合物和三乙胺，原料添加结束后对反应装置进行惰性气体保护，随后升温至40
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60℃反应；反应结束，得到聚乙烯醇微球。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，缩合剂为羰基咪唑、碳二亚胺、2
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(7
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氮杂苯并三氮唑)
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N,N,N',N'
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四甲基脲六氟磷酸酯、O
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苯并三氮唑
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四甲基脲六氟磷酸盐、1
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羟基苯并三氮唑、O
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苯并三氮唑
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N,N,N',N'
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四甲基脲四氟硼酸中的一种或几种；所述步骤S3中，阳离子聚合物为聚乙烯亚胺、多聚赖氨酸、聚(2
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二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷宸一，张雪非，徐军，
申请(专利权)人：上海汇禾医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：