一种高效抑菌聚乙烯离聚体材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高效抑菌聚乙烯离聚体材料及其制备方法，属于高分子材料合成技术领域。本发明专利技术的聚乙烯离聚体材料的结构式为式中，n为亚甲基个数，3≤n≤8，A

【技术实现步骤摘要】
一种高效抑菌聚乙烯离聚体材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料合成
，特别涉及一种高效抑菌聚乙烯离聚体材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]由于新型抗生素的研发进展缓慢和细菌耐药性的增强，细菌对人类的威胁与日俱增，探究高效杀菌策略是降低细菌对人类威胁的有效途径，开发具有抑菌性能的生活常用材料势在必行。
[0003]细菌是一种原核生物，其结构十分简单，既没有成形的细胞核也没有线粒体和叶绿体等膜结构的细胞器，但是细菌有细胞壁，有的细菌还有鞭毛和荚膜，根据细胞壁的组成成分，细菌可分为革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌，革兰氏阴性菌以大肠杆菌为代表，此外还有绿脓杆菌、变形杆菌、痢疾杆菌、肺炎杆菌等多种；常见的革兰氏阳性菌有葡萄球菌、链球菌、肺炎双球菌、炭疽杆菌、白喉杆菌、破伤风杆菌等多种。
[0004]经过多年的发展，各种类型的无机、有机杀菌材料已被开发出来，并成为对抗细菌污染的备选材料。以金属或金属氧化物为主的金属基抑菌材料，由于其快速、广谱的杀菌性能、优异的热稳定性，特别是诱导耐药概率低等特点而备受关注。然而，金属基材料的生物易蓄积性和生物毒性严重限制其在多领域的应用。
[0005]随着合成方法与表征技术的不断发展，聚合物材料类别的不断丰富有利于对离子型抑菌聚合物的深入研究。与传统抗生素相比，由于缺乏特定的分子靶点和具有优异的杀菌性能，离子型抑菌聚合物更能抵御微生物耐药性的发展。这些特性有利于离子型抑菌聚合物在临床医学仪器、医疗器械涂层、局部抑菌剂、抑菌食品包装以及许多领域中作为杀菌材料的应用。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种高效抑菌聚乙烯离聚体材料及其制备方法，本专利技术提供的聚乙烯离聚体材料能有效抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种高效抑菌聚乙烯离聚体材料，具有式Ι所示结构：
[0008][0009]式中，n为亚甲基个数，3≤n≤8，A
‑
为CH3SO3‑
、CF3SO3‑
或(CF3SO2)2N
‑
，R为Me、Et或n
‑
Bu。
[0010]本专利技术还提供了上述技术方案所述高效抑菌聚乙烯离聚体材料的制备方法，包括以下步骤：
[0011][0012](1)利用主催化剂桥连茂金属催化剂和助催化剂催化乙烯和化合物a进行聚合反应，制备得到聚合物b；
[0013](2)以聚合物b为中间体，卤素基团为反应活性位点，与化合物c进行亲核取代反应，然后与有机金属盐进行离子交换反应，得到所述高效抑菌聚乙烯离聚体材料；
[0014]所述化合物a结构式为
[0015]所述聚合物b结构式为
[0016]所述化合物c结构式为
[0017]式中，n为亚甲基个数，3≤n≤8，X为Cl、Br或I，R为Me、Et或n
‑
Bu。
[0018]优选地，所述主催化剂桥连茂金属催化剂为或其中，Y为C2H4或SiMe2，M为Ti、Zr或Hf，R1为Cl或Me。
[0019]优选地，所述助催化剂为甲基铝氧烷、乙基铝氧烷或乙基
‑
异丁基铝氧烷；
[0020]或者，所述助催化剂为甲基铝氧烷、乙基铝氧烷、乙基
‑
异丁基铝氧烷、三甲基铝、三乙基铝、三异丙基铝、三异丁基铝、二氯化乙基铝、氯化二乙基铝、二乙基锌、二乙基镁、二异丁基镁、正丁基乙基镁中的一种与三五氟苯基烷硼烷、三全氟联苯硼烷、三苯基甲基四(五氟苯基)硼酸盐或叔丁基三苯基甲基四(五氟苯基)硼酸盐中的一种组成的混合物。
[0021]在本专利技术中，链转移剂为三甲基铝、三乙基铝、三异丙基铝、三异丁基铝、二氯化乙基铝、氯化二乙基铝、二乙基锌、二乙基镁、二异丁基镁和正丁基乙基镁，铝氧烷类助催化剂(甲基铝氧烷、乙基铝氧烷、乙基
‑
异丁基铝氧烷)兼具链转移剂作用，可单独使用，使用其余助催化剂体系时应加入链转移剂。
[0022]优选地，所述有机金属盐为含有甲磺酸根的金属盐、含有三氟甲磺酸根的金属盐或含有双(三氟甲磺酰)亚胺根的金属盐。
[0023]优选地，步骤(1)所述助催化剂与主催化剂的摩尔比为1000:1。
[0024]优选地，步骤(1)所述聚合反应温度为25℃，聚合反应时间为20min。
[0025]优选地，步骤(2)所述化合物c的加入量为聚合物b的5倍当量；所述有机金属盐的加入量为聚合物b的5倍当量。
[0026]优选地，步骤(2)所述亲核取代反应温度为110℃，亲核取代反应时间为24h。
[0027]优选地，步骤(2)所述离子交换反应温度为80℃，离子交换反应时间为12h。
[0028]有益技术效果：
[0029]1.本专利技术通过改变反离子(CH3SO3‑
、CF3SO3‑
、(CF3SO2)2N
‑
)种类或离子基团含量，从而在较大范围内调节离聚体的玻璃化转变温度、拉伸强度及断裂伸长率，保证了该聚乙烯离聚体材料良好的力学性能。
[0030]2.本专利技术提供的聚乙烯离聚体材料具有优异的抑菌性能，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率大于99.9％。
附图说明
[0031]图1为实施例1
‑
3所得聚乙烯离聚体材料的1H NMR图；
[0032]图2为实施例1
‑
3所得聚乙烯离聚体材料与E/IUD的DSC升温曲线图；
[0033]图3为实施例1
‑
3所得聚乙烯离聚体材料与E/IUD的DMA曲线图；
[0034]图4为实施例1
‑
3所得聚乙烯离聚体材料与E/IUD的力学性能图；
[0035]图5为实施例1
‑
3所得聚乙烯离聚体材料的抑菌效果图。
具体实施方式
[0036]本专利技术提供了一种高效抑菌聚乙烯离聚体材料，具有式Ι所示结构：
[0037][0038]式中，n为亚甲基个数，3≤n≤8，A
‑
为CH3SO3‑
、CF3SO3‑
或(CF3SO2)2N
‑
，R为Me、Et或n
‑
Bu。
[0039]本专利技术提供的具有式Ι所示结构的聚乙烯离聚体材料的制备方法，具体为：
[0040](1)去除Schlenk瓶中水、氧，将其置于恒温25℃的水浴锅中，然后在反应体系中通入乙烯气体(常压)，并且依次加入化合物a、溶剂、助催化剂，开启搅拌，调整转速为300r/min，接着用溶剂将桥连茂金属催化剂配成溶液并将其迅速加入到Schlenk瓶中引发聚合反应，加大搅拌速度至600r/min，在25℃下聚合20min；所述溶剂为甲苯；
[0041](2)反应结束后，停止搅拌，通入空气终止聚合，再将所得溶液倒入盐酸乙醇溶液中，将聚合物沉出，过滤得到白色的聚合物b并将其置于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效抑菌聚乙烯离聚体材料，其特征在于，具有式Ι所示结构：式中，n为亚甲基个数，3≤n≤8，A
‑
为CH3SO3‑
、CF3SO3‑
或(CF3SO2)2N
‑
，R为Me、Et或n
‑
Bu。2.权利要求1所述高效抑菌聚乙烯离聚体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用主催化剂桥连茂金属催化剂和助催化剂催化乙烯和化合物a进行聚合反应，制备得到聚合物b；(2)以聚合物b为中间体，卤素基团为反应活性位点，与化合物c进行亲核取代反应，然后与有机金属盐进行离子交换反应，得到所述高效抑菌聚乙烯离聚体材料；所述化合物a结构式为所述聚合物b结构式为所述化合物c结构式为式中，n为亚甲基个数，3≤n≤8，X为Cl、Br或I，R为Me、Et或n
‑
Bu。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述主催化剂桥连茂金属催化剂为其中，Y为C2H4或SiMe2，M为Ti、Zr或Hf，R1为Cl或Me。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述助催化剂为甲基铝氧烷、乙基铝氧烷或乙基
‑
异丁基铝氧烷；或者，所述助催...

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