一种具有抑菌性高透明的离子型环烯烃共聚物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有抑菌性高透明的离子型环烯烃共聚物及其制备方法，属于聚合物技术领域。本发明专利技术提供的具有抑菌性高透明的离子型环烯烃共聚物具有式Ι所示的结构式，其中，x、y、z为聚合度，100≤x≤350，100≤y≤350，30≤z≤350，X选自以下结构m1

【技术实现步骤摘要】
一种具有抑菌性高透明的离子型环烯烃共聚物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚合物
，特别涉及一种具有抑菌性高透明的离子型环烯烃共聚物及其制备方法。

技术介绍

[0002]在二十世纪四十年代至六十年代抗生素兴起的黄金时代，当今临床使用的许多类型的抗生素走进人们的视野并得到广泛利用，然而抗生素的过度使用造成耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、耐万古霉素肠球菌(VRE)、耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌和铜绿假单胞菌等多重耐药病原体的指数级进化，并成为当今全球紧迫的公共卫生问题。根据世界卫生组织的报告，每年至少有70万人死于抗生素耐药性细菌性疾病。仅在2019年，美国报告的抗生素耐药性细菌感染就已超过286万例，约有3.59万人因此丧生。同样，每年有超过3.3万名欧洲人死于抗生素耐药性细菌感染。世卫组织曾发出警告，如果不对耐抗生素细菌采取行动，到2050年，每年将有1000万人死于耐抗生素细菌，在极度贫困的国家，耐抗生素细菌感染每年可能导致多达2400万人死亡。惊人的数字揭示了抗生素耐药性细菌可能会造成的潜在的灾难性后果。世界正处于进入“后抗生素”时代的边缘，这意味着所有的抗生素和其他抑菌药物将对耐药性超级细菌无效，我们的健康极其容易受到感染的影响，这不得不引起人们的广泛关注和深入思考，迫切需要加大人力物力投入以应对危机与挑战。
[0003]从源头上抑制细菌的繁殖，以减少人体被细菌攻击的概率是应对超级细菌危机的有效方法和必要手段。例如，使用抑菌医疗材料可以降低手术感染的风险，使用多功能抑菌水凝胶来覆盖伤口可以起到止血和吸收渗出物以避免恶化的多重功能，使用抑菌口罩可以防止吸入空气中的病毒和病原体(如大肠杆菌和绿脓杆菌)，降低以空气传播为主要方式的细菌、病毒对人体造成的损害，使用抑菌包装膜可以确保食品安全和防止食源性感染，保护自然防御能力较弱的人(例如老人和儿童)，使用杀菌分离膜可以应对在饮用水源、污水处理厂废水和天然水中检测到的可能威胁公众健康的病原体，在农业领域中使用抑菌滴灌材料可以有效防止滴灌系统中因藻类和细菌的生长造成的严重的发射器阻塞带来的经济损失，使用抑菌织物材料也可以减少细菌在各种纤维产品(例如家用纺织品)上的附着，防止产生难闻的气味和变色。因此，在材料科学和工程不断进步的同时，开发新型抑菌材料并不断丰富其功效和功能成为许多研究人员不懈的目标。
[0004]经过多年的发展，不同类型的无机、有机杀菌材料已被开发出来，并成为对抗细菌污染的候选材料。研究者们设计开发出大量具有杀菌特性的合成聚合物，如合成抑菌肽(AMP)对各种类型的微生物表现出很强的抑菌活性，AMP通常具有丰富的带正电荷氨基酸结构和稳定的二级结构，如α
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螺旋、β
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折叠等，可与细菌膜发生强烈静电相互作用，对细菌、真菌、病毒和其他微生物具有很强的广谱活性，在抗感染治疗中发挥出巨大的作用。更引人注目的是，合成抑菌聚合物材料巧妙实现了在提高可加工性和安全性的同时赋予材料额外的特性，为得到多种功能融合的抑菌材料提供了方法支撑。
[0005]具有实用价值的抑菌聚合物材料的发展方兴未艾，从天然存在的具有抑菌活性的
物质作为着手点设计并合成抑菌性高分子材料，在聚合物基体材料中进行抑菌基团修饰等多种合成方法的出现，赋予高分子材料抑菌性，使其功能化取得了突破性进展。由经开环易位聚合(ROMP)并氢化得到的环烯烃聚合物(COPs)集高的透光率、优异的耐热性、极低的吸湿性、低介电常数、耐化学性、良好的电气性能、导热系数低(0.12
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0.15W m
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1K
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1)、熔体流动性好、阻隔性和尺寸稳定性等优点于一体，在制造各种光学、包装、电器、医用材料等领域得到广泛应用。基于COPs身的优异性能，结合多种抑菌设计手段，拓展其在抑菌领域的应用具有潜在的研究价值。
[0006]因此，如何通过科学合理的大分子结构设计以实现对离子型环烯烃聚合物力学性能、热稳定性的有效调控并赋予其抑菌性能、拓宽高值化应用等方面具有重要的研究意义和应用价值。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种具有抑菌性高透明的离子型环烯烃共聚物及其制备方法，本专利技术提供的离子型环烯烃共聚物兼具有优异的力学强度和抑菌性能以及优异的透明性。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种具有抑菌性高透明的离子型环烯烃共聚物，具有式Ι所示的结构式：
[0009][0010]式Ι中，x、y、z为聚合度，100≤x≤350，100≤y≤350，30≤z≤350；X选自以下结构m1
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m6中的一种
[0011][0012]优选的，所述120≤x≤200，120≤y≤200，30≤z≤200。
[0013]本专利技术还提供了上述技术方案所述离子型环烯烃共聚物的制备方法，包括以下步骤：
[0014]1)在Grubbs催化剂的作用下，具有式N1、式III和式IV所示结构的环烯烃单体于二氯甲烷和N,N
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二甲基甲酰胺混合溶剂中进行开环易位聚合反应，反应加入终止剂终止聚合反应，得到聚合产物；
[0015]2)将所述聚合产物溶解于三氟乙醇和二甲苯混合溶剂，加入氢化试剂和胺类化合物进行氢化反应，得到如式I所示的离子型环烯烃共聚物；
[0016][0017]在本专利技术中，所述式N1所示结构的化合物为大位阻多环单体TCD、TCPD或HBM，用于提高高分子材料的耐热性与力学强度。
[0018]优选的，所述具有式N1所示结构的化合物为TCPD。
[0019]优选的，所述具有式N1所示结构化合物、具有式III所示化合物、具有式IV所示结构化合物与催化剂的摩尔比为(100～350):(100～350):(30～350):1。
[0020]优选的，所述开环易位聚合反应温度为20℃～40℃，所述开环易位聚合反应时间为1h～24h。
[0021]优选的，所述终止剂为乙烯基乙醚。
[0022]优选的，所述终止剂与催化剂的摩尔比为(100～600):1；所述终止聚合反应的时间为30min～40min。
[0023]优选的，所述氢化反应的温度为90℃～110℃，反应时间为2h～24h。
[0024]优选的，所述氢化试剂为肼类化合物，所述胺类化合物为三丙胺。
[0025]有益技术效果：
[0026]1.本专利技术提供的离子型环烯烃共聚物兼具有优异的力学强度和抑菌性能以及优异的透明性。
[0027]2.本专利技术通过控制聚合物中不同结构单元的含量和含有季铵根离子的降冰片烯衍生物中烷基链长度、离子种类来调节聚合物的机械性能和抑菌性能。
[0028]3.本专利技术提供的制备方法工艺简单，原料易得，实现了现有材料具有可调力学性能的同时，表现出优异的抑菌性能，进一步拓宽了高透明材料的应用范围。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例1得到的单体M2的核磁共振氢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有抑菌性高透明的离子型环烯烃共聚物，其特征在于，具有式Ι所示的结构式：式Ι中，x、y、z为聚合度，100≤x≤350，100≤y≤350，30≤z≤350；X选自以下结构m1
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m6中的一种2.根据权利要求1所述的离子型环烯烃共聚物，其特征在于，所述120≤x≤200，120≤y≤200，30≤z≤200。3.权利要求1所述离子型环烯烃共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在Grubbs催化剂的作用下，将具有式N1、式III和式IV所示结构的环烯烃单体于二氯甲烷和N,N
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二甲基甲酰胺混合溶剂中进行开环易位聚合反应，反应加入终止剂终止聚合反应，得到聚合产物；2)将所述聚合产物溶解于三氟乙醇和二甲苯混合溶剂，加入氢化试剂和胺类化合物进行氢化反应，得到如式I所示的离子型环烯烃共聚物；4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘莉，张颖，高欢，李悦生，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：