【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及抗菌材料，具体为一种含银抗菌高分子复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、现有技术中，含银抗菌材料因其强效的抗菌性能而广泛应用于医疗、卫生、食品包装等多个领域。银离子(ag+)具有广谱的抗菌能力，能够有效杀灭多种细菌、真菌和病毒，因此被广泛应用于创伤敷料、抗菌纺织品、食品包装材料以及医疗器械等产品中。然而，传统含银抗菌材料在实际应用中面临一些技术挑战，具体如下：
2、银离子释放不均匀：传统含银抗菌材料中，银离子在基体材料中的分散性较差，容易出现团聚现象，导致银离子释放不均匀。这不仅影响了材料的抗菌效果，还可能导致局部银离子浓度过高，引发安全性问题。
3、抗菌效果随着时间的推移而减弱：在传统含银抗菌材料中，银离子释放速率较快，初期能提供强效的抗菌作用，但随着时间的推移，银离子逐渐耗尽，抗菌效果显著减弱。这限制了含银抗菌材料在需要长时间抗菌效果的应用中的使用。
4、材料的机械性能较差：许多含银抗菌材料在引入银纳米颗粒后，机械性能有所下降，如抗拉伸强度和抗冲击强度降低。这是因为银纳米颗粒与高分子基体材料的界面结合不良，导致复合材料整体性能受损。这使得含银抗菌材料在一些需要高强度和高耐久性的应用中表现不佳。
5、成本较高：银作为贵金属，其成本较高，增加了含银抗菌材料的生产成本，限制了其在大规模商业应用中的普及。为此，如何在保持抗菌效果的前提下降低银的使用量也是一个亟待解决的问题。
6、环境和健康风险：银纳米颗粒可能对环境和人体健康产生潜在的风险，特别是在材料使用过程
7、针对上述技术挑战，现有技术提出了一些改进方法，如采用纳米载体系统、添加稳定剂、改进银纳米颗粒的制备方法等，但仍无法完全解决银离子释放不均匀、抗菌效果不持久以及材料机械性能差的问题。因此，亟需一种新的含银抗菌高分子复合材料及其制备方法，能够在保证高效抗菌性能的同时，提升材料的机械性能，并延长抗菌效果的持久性。。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种含银抗菌高分子复合材料及其制备方法，具备高效、持久的抗菌性能和优异的机械强度的优点，解决了现有技术中银离子释放不均匀、抗菌效果不持久以及材料机械性能差的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种含银抗菌高分子复合材料，包括高分子基体和均匀分散在所述高分子基体中的银纳米颗粒，其特征在于：
3、所述高分子复合材料为多层结构，包括表层、中间层和底层；
4、所述表层为含银抗菌层，所述中间层为吸附银离子的层，所述底层为提供机械强度的层；
5、所述银纳米颗粒表面修饰有温度敏感的聚合物，以控制银离子的释放速率。
6、优选的，所述表层的含银抗菌层中，温度敏感聚合物包括聚(n-异丙基丙烯酰胺)、壳聚糖或其混合物；
7、所述中间层为多孔结构，包含具有吸附能力的活性炭和沸石；
8、所述底层由高强度聚合物材料构成，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯或其混合物。
9、优选的，所述含银抗菌层中，银纳米颗粒的质量分数为0.1％～10％，温度敏感聚合物的质量分数为0.5％～5％；
10、所述中间层中，活性炭的质量分数为10％～50％，沸石的质量分数为10％～50％；
11、所述底层中，高强度聚合物材料的质量分数为50％～90％。
12、优选的，所述银纳米颗粒的平均粒径为10～100纳米；
13、所述温度敏感聚合物的平均粒径为50～200纳米；
14、所述活性炭的平均粒径为1～50微米；
15、所述沸石的平均粒径为1～50微米。
16、一种含银抗菌高分子复合材料的制备方法，包括以下步骤：
17、步骤1：将银纳米颗粒表面修饰有温度敏感的聚合物，得到表面修饰银纳米颗粒；
18、步骤2：将表面修饰银纳米颗粒与高分子基体材料混合，形成含银抗菌层；
19、步骤3：制备中间层，所述中间层为多孔结构，包含具有吸附能力的材料；
20、步骤4：通过静电纺丝技术将含银抗菌层、中间层和底层按顺序叠加，形成多层结构复合材料；
21、步骤5：通过热压技术将各层紧密结合，得到最终的含银抗菌高分子复合材料。
22、优选的，所述在步骤1中，所述温度敏感聚合物通过溶液浇铸法或喷雾干燥法均匀包覆银纳米颗粒，具体步骤如下：
23、a)溶解聚(n-异丙基丙烯酰胺)和/或壳聚糖于适当溶剂中，形成聚合物溶液；
24、b)将银纳米颗粒分散于聚合物溶液中，利用超声波处理使其均匀分散；
25、c)将混合溶液通过溶液浇铸法或喷雾干燥法处理，得到表面修饰的银纳米颗粒。
26、优选的，所述在步骤3中，所述中间层的多孔结构通过以下方法制备：
27、a)将活性炭和沸石按质量比例混合，并加入溶剂形成浆料；
28、b)将浆料倒入模具中，通过发泡法或相分离技术形成多孔结构；
29、c)干燥并固化多孔结构，得到中间层。
30、优选的，所述在步骤4中，所述各层通过静电纺丝技术叠加，确保各层均匀分布和紧密结合，具体步骤如下：
31、a)将含银抗菌层、中间层和底层的原料分别制备成纺丝溶液；
32、b)通过静电纺丝技术，将三种溶液依次纺成纤维并叠加形成多层结构。
33、优选的，所述在步骤5中，所述热压过程的具体操作条件为：
34、a)将叠加好的多层结构置于热压机中；
35、b)热压机的温度范围设置为80℃至200℃，压力范围为1mpa至10mpa，热压时间为5分钟至30分钟；
36、c)完成热压后，取出冷却，得到最终的含银抗菌高分子复合材料。
37、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
38、1、本专利技术通过设置温度敏感的聚合物对银纳米颗粒表面进行修饰，达到了在高温条件下能够及时释放银离子的效果，提供了高效的抗菌性能。
39、2、通过采用多层结构设计，包括含银抗菌层、吸附银离子的中间层和提供机械强度的底层，达到了逐步释放银离子、延长抗菌有效期的效果，避免了银离子的快速耗尽。
40、3、采用高强度聚合物材料作为底层，提高了复合材料的整体机械强度和结构稳定性，解决了传统含银抗菌材料机械性能较差的问题。
41、4、通过静电纺丝技术和热压技术的结合，确保各层材料均匀分布和紧密结合，达到了复合材料性能均衡且制备工艺简单高效的效果。
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1.一种含银抗菌高分子复合材料，包括高分子基体和均匀分散在所述高分子基体中的银纳米颗粒，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种含银抗菌高分子复合材料，其特征在于：所述表层的含银抗菌层中，温度敏感聚合物包括聚(N-异丙基丙烯酰胺)、壳聚糖或其混合物；
3.根据权利要求2所述的一种含银抗菌高分子复合材料，其特征在于：所述含银抗菌层中，银纳米颗粒的质量分数为0.1％～10％，温度敏感聚合物的质量分数为0.5％～5％；
4.根据权利要求3所述的一种含银抗菌高分子复合材料，其特征在于：所述银纳米颗粒的平均粒径为10～100纳米；
5.一种含银抗菌高分子复合材料的制备方法，应用于权利要求1-4任一项所述的一种含银抗菌高分子复合材料，其特征在于：包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种含银抗菌高分子复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤1中，所述温度敏感聚合物通过溶液浇铸法或喷雾干燥法均匀包覆银纳米颗粒，具体步骤如下：
7.根据权利要求5所述的一种含银抗菌高分子复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤3中，所述中间层
8.根据权利要求5所述的一种含银抗菌高分子复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤4中，所述各层通过静电纺丝技术叠加，确保各层均匀分布和紧密结合，具体步骤如下：
9.根据权利要求5所述的一种含银抗菌高分子复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤5中，所述热压过程的具体操作条件为：
...【技术特征摘要】
1.一种含银抗菌高分子复合材料，包括高分子基体和均匀分散在所述高分子基体中的银纳米颗粒，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种含银抗菌高分子复合材料，其特征在于：所述表层的含银抗菌层中，温度敏感聚合物包括聚(n-异丙基丙烯酰胺)、壳聚糖或其混合物；
3.根据权利要求2所述的一种含银抗菌高分子复合材料，其特征在于：所述含银抗菌层中，银纳米颗粒的质量分数为0.1％～10％，温度敏感聚合物的质量分数为0.5％～5％；
4.根据权利要求3所述的一种含银抗菌高分子复合材料，其特征在于：所述银纳米颗粒的平均粒径为10～100纳米；
5.一种含银抗菌高分子复合材料的制备方法，应用于权利要求1-4任一项所述的一种含银抗...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹雪玲，陆书来，张东杰，何丹凤，李国辉，
申请(专利权)人：琼台师范学院，
类型：发明
国别省市：
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