【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于抗菌剂，涉及一种聚阳离子-π抗菌剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着流行病的频繁爆发，飞沫/气溶胶中的病原微生物对人类健康构成了严重威胁，而现有的衣物和其他织物通常会导致细菌和病毒的培养和传播。为了应对这种不断升级的威胁开发适当的方法使织物具有抗菌功能，可以减少疾病的交叉感染，减轻家庭和社会的经济压力，具有广泛应用前景。
2、抗菌剂是制备抗菌织物的先决条件之一。常用的抗菌剂包括无机抗菌剂、有机抗菌剂。无机抗菌剂中使用广泛的是具有广谱高效抗菌特性的银纳米颗粒和铜纳米颗粒及其金属氧化物。然而，这些纳米粒子暴露出的一个问题是，纳米级金属浸入环境中会对生物体造成细胞毒性和遗传毒性等损害。壳聚糖作为天然抗菌剂的代表，趋向于生态友好型，在地球上含量丰富。然而，由于壳聚糖对整理液ph值敏感，以及在没有交联剂的情况下与织物的粘附性较差，其应用受到了限制。季铵化合物、卤胺类化合物、胍盐类、三氯生等作为有机抗菌剂被广为使用，然而，他们大分子链的组成结构性质决定了其分子间相互作用力有限，通过物理吸附在织物上较为困难，所以一般采用接枝的方法将其固定在织物上以得到耐洗抗菌织物接枝法中，通常采用反应活性高的交联剂，且工艺复杂，这一方面容易造成抗菌剂的大量浪费，更是会带来设备改造问题和大量能源浪费。同时长期使用季铵类和三氯生会使细菌产生耐药性。卤胺类化合物和三氯生具有很高的抗菌功效，但它们毒性很强，有刺激性气味，对人体有负面影响。
3、现有技术对含芳香环的胍盐类抗菌剂的改进主要体现在功能化端基基团形成小分子化合物。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中的问题，提供一种聚阳离子-π抗菌剂及其制备方法和应用。
2、为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：
3、一种聚阳离子-π抗菌剂，结构式为下式a～f中的一种：
4、
5、式中，n1、n2和n4的取值范围为1-10，n3和n5的取值范围为2-50，x-为cl-、po43-、no3-、co32-或c6h5so3-，-m为-oh、-cooch3或-cl。
6、作为优选的技术方案：
7、如上所述的一种聚阳离子-π抗菌剂，聚阳离子-π抗菌剂的数均分子量为500-20000da，最低抑菌浓度为1-128μg/ml，最低杀菌浓度为1-256μg/ml。
8、本专利技术还提供制备如上任一项所述的一种聚阳离子-π抗菌剂的方法，在催化剂或无催化剂条件下，将摩尔比为0.8-1.2:1的聚阳离子胍盐和带有苯环的化合物进行熔融聚合或溶液聚合，即得聚阳离子-π抗菌剂；
9、阳离子胍盐的结构式为下式ⅰ～ⅳ中的一种：
10、
11、带有苯环的化合物为下式ⅰ～ⅳ中的一种：
12、
13、作为优选的技术方案：
14、如上所述的方法，熔融聚合的过程为：首先在搅拌下升温至100-160℃后，反应2-12h，然后升温至150-260℃后，反应1-5h，最后抽真空至真空度≤200pa后，反应0-10h(反应时间为0，即不抽真空，省略该操作)。
15、如上所述的方法，阳离子胍盐和带有苯环的化合物的摩尔比为0.8-1.2:1。
16、如上所述的方法，溶液聚合所用的溶剂为二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、水、异丙醇、甲醇、乙醇和丙酮中的一种以上；溶液聚合的温度为0-130℃，时间为0.5-20h。
17、如上所述的方法，催化剂为酸性催化剂(hcl或h2so4)、碱性催化剂(naoh)或金属催化剂(铝或铜基)，催化剂的加入量为聚阳离子胍盐和带有苯环的化合物的总质量的0.01-0.5％。
18、本专利技术还提供一种抗菌织物，由织物经过抗菌剂整理(整理方法可以是浸渍、喷涂等)而成，织物由疏水性的纤维制成，抗菌剂为化合物a～f中的一种以上，化合物a～f的结构式对应下式a～f：
19、
20、式中，n1、n2和n4的取值范围为1-10，n3和n5的取值范围为2-50，x-为cl-、po43-、no3-、co32-或c6h5so3-，-m为-oh、-cooch3或-cl。
21、作为优选的技术方案：
22、如上所述的一种抗菌织物，抗菌剂的质量为织物的质量的1-5％。
23、如上所述的一种抗菌织物，织物为聚对苯二甲酸乙二醇酯织物、聚对苯二甲酸丙二醇酯织物、聚对苯二甲酸丁二醇酯织物、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯织物、聚乳酸织物、聚乙烯织物、聚丙烯织物、聚对苯二甲酰胺织物、聚间苯二甲酰胺织物、杂环聚苯并咪唑织物或聚对苯撑苯并双噁唑织物。
24、如上所述的一种抗菌织物，整理采用喷涂的方式，抗菌剂仅整理到织物的单侧表面；抗菌织物的水分蒸发速率大于0.6g/h；抗菌织物在喷过水的皮肤表面放置1分钟后的温度比整理前的织物在喷过水的皮肤表面放置1分钟后的温度至少低2℃。
25、在织物的单侧表面喷涂抗菌剂后，喷涂面展现出良好润湿能力和较小的孔隙，而未喷涂面则保持较差的亲水性。鉴于织物两面润湿性和孔隙大小的差异，所得的抗菌织物表现出单向导湿能力，穿着该抗菌织物后，在该抗菌织物和人体之间可形成干燥凉爽的微环境。
26、由于抗菌织物具有单向导湿能力，且抗菌剂中的疏水链段可以快速将水分向空间散发，当人体出汗时，该织物可以迅速从皮肤表面吸收水分并从织物内侧传输到织物外侧，而织物外侧的水分蒸发带走人体热量，达到降低皮肤表面温度的作用，因此抗菌织物具有较好的制冷效果。
27、如上所述的一种抗菌织物，抗菌织物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抑菌率≥97％；抗菌织物经过水洗50次后，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抑菌率≥90％；抗菌织物经100次耐摩擦试验后，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抑菌率≥90％。
28、专利技术原理：
29、在结构式中均含有“胍盐”和“芳香环”的前提下，本专利技术的抗菌剂的抗菌性能优于现有技术的抗菌剂，主要原因在于：本专利技术的抗菌剂具有可控的序列结构，聚合物主链由交替的疏水链段和亲水链段组成，这有助于形成较为刚性的有一定分子量的大分子一维结构，对抗菌剂的抑菌效果有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚阳离子-π抗菌剂，其特征在于，结构式为下式A～F中的一种：
2.根据权利要求1所述的一种聚阳离子-π抗菌剂，其特征在于，聚阳离子-π抗菌剂的数均分子量为500-20000Da，最低抑菌浓度为1-128μg/mL，最低杀菌浓度为1-256μg/mL。
3.制备如权利要求1所述的一种聚阳离子-π抗菌剂的方法，其特征在于，在催化剂或无催化剂条件下，将摩尔比为0.8-1.2:1的聚阳离子胍盐和带有苯环的化合物进行熔融聚合或溶液聚合，即得聚阳离子-π抗菌剂；
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，熔融聚合的过程为：首先在搅拌下升温至100-160℃后，反应2-12h，然后升温至150-260℃后，反应1-5h，最后抽真空至真空度≤200Pa后，反应0-10h。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，溶液聚合所用的溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、水、异丙醇、甲醇、乙醇和丙酮中的一种以上；溶液聚合的温度为0-130℃，时间为0.5-20h。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，催化剂为酸性催化剂、碱性催
7.一种抗菌织物，由织物经过抗菌剂整理而成，织物由疏水性的纤维制成，其特征在于，抗菌剂为化合物A～F中的一种以上，化合物A～F的结构式对应下式A～F：
8.根据权利要求7所述的一种抗菌织物，其特征在于，抗菌剂的质量为织物的质量的1-5％。
9.根据权利要求7所述的一种抗菌织物，其特征在于，织物为聚对苯二甲酸乙二醇酯织物、聚对苯二甲酸丙二醇酯织物、聚对苯二甲酸丁二醇酯织物、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯织物、聚乳酸织物、聚乙烯织物、聚丙烯织物、聚对苯二甲酰胺织物、聚间苯二甲酰胺织物、杂环聚苯并咪唑织物或聚对苯撑苯并双噁唑织物。
10.根据权利要求7所述的一种抗菌织物，其特征在于，整理采用喷涂的方式，抗菌剂仅整理到织物的单侧表面；抗菌织物的水分蒸发速率大于0.6g/h；抗菌织物在喷过水的皮肤表面放置1分钟后的温度比整理前的织物在喷过水的皮肤表面放置1分钟后的温度至少低2℃。
...【技术特征摘要】
1.一种聚阳离子-π抗菌剂，其特征在于，结构式为下式a～f中的一种：
2.根据权利要求1所述的一种聚阳离子-π抗菌剂，其特征在于，聚阳离子-π抗菌剂的数均分子量为500-20000da，最低抑菌浓度为1-128μg/ml，最低杀菌浓度为1-256μg/ml。
3.制备如权利要求1所述的一种聚阳离子-π抗菌剂的方法，其特征在于，在催化剂或无催化剂条件下，将摩尔比为0.8-1.2:1的聚阳离子胍盐和带有苯环的化合物进行熔融聚合或溶液聚合，即得聚阳离子-π抗菌剂；
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，熔融聚合的过程为：首先在搅拌下升温至100-160℃后，反应2-12h，然后升温至150-260℃后，反应1-5h，最后抽真空至真空度≤200pa后，反应0-10h。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，溶液聚合所用的溶剂为二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、水、异丙醇、甲醇、乙醇和丙酮中的一种以上；溶液聚合的温度为0-130℃，时间为0.5-20h。
6.根据权利要求3所述的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：王学利，高思梦，郭竑宇，杨悦，俞建勇，金前鹏，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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