[发明专利]尼龙表面接枝壳聚糖亲水性抗菌材料的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种工艺简单、无毒的尼龙表面接枝壳聚糖亲水性抗菌材料的制备方法。

【背景技术】

尼龙是常用工程塑料之一，在-30～110℃温度范围内具有良好的稳定性。此外，它还具有优异的耐热、高冲击强度，弹性变形小，耐摩擦和减震等性能，而低的熔融黏度使其易加工成型。因其综合性能较突出，尼龙作为一种塑料基材已被广泛应用于工业领域。尼龙材料因为分子链上具有亲水性的酰胺键，具有一定的亲水性，但是如果将其应用于纺织行业，进一步提高其亲水性有利于提高织物的透气和吸湿性能，提高人体的舒适度。

目前抗菌塑料的制法主要是通过添加少量抗菌剂共混复合而成，其有效成分是抗菌剂，这些抗菌剂分为无机抗菌剂和有机抗菌剂，因无机抗菌剂在塑料热成型过程中稳定，应用最普遍，但是大多数无机抗菌剂为重金属离子，对人体毒性较大，且会造成环境污染。有机类抗菌剂主要品种有香醛、乙基香草醛类化合物、季胺盐类和双胍类等，有机类抗菌剂耐温性差，长期使用有溶出、析出现象。

甲壳素是自然界广泛存在的氨基多糖，壳聚糖是由甲壳素在浓碱作用下脱乙酰后得到的产物。壳聚糖是天然的抗菌物质，具有很好的抗菌性能。与其它的消毒剂相比，壳聚糖具有杀菌能力更强、抗菌能力广泛、对哺乳动物无细胞毒性等优点[E.I.Rabea，M.E.T.Badawy，C.V.Stevens，et al.Chitosan as antimicrobial agent：Applications and mode ofaction[J].Biomacromolecules，2003，4(6)：1457-1465]。目前末见有将尼龙材料表面水解改性后接枝天然生物抗菌高分子壳聚糖的研究报道。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、天然环保且无毒的尼龙表面接枝改性抗菌材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种尼龙表面接枝壳聚糖材料的制备方法，将尼龙表面用浓酸或浓碱水解后，用脱水剂将壳聚糖经脱水交联到尼龙表面得表面改性抗菌尼龙。

具体包括：

步骤a：将尼龙置于浓酸或浓碱液中使其表面水解后洗净；将壳聚糖溶于水，在水中再加入脱水剂、缓冲剂和催化剂；

步骤b：将表面水解尼龙放入溶液中反应一定时间后得尼龙表面接枝壳聚糖抗菌材料。

其中，步骤a具体包括：将尼龙置于0.1％-99％(W/W)酸性水溶液或0.1％-50％(W/W)碱性水溶液中水解反应0.01-24小时，将水解尼龙取出用去离子水洗净待用；将壳聚糖溶于水，加入脱水剂、缓冲剂和催化剂。

在本发明方法中用于制备表面水解尼龙材料的尼龙可以为PA66、PA6、PA610、PA11、PA12、PA1010、PA612、PA46、PA6T、PA9T、MXD-6及这些尼龙材料的改性品种。

在本发明方法中用于制备尼龙表面接枝壳聚糖所用壳聚糖可以为壳聚糖及其衍生物，壳聚糖脱乙酰度为30％-100％。

在本发明方法中用于制备表面水解尼龙所用酸性水溶液可以为高氯酸、氢碘酸、硫酸、氢溴酸、盐酸、硝酸、碘酸、三氯乙酸、草酸、顺丁烯二酸、亚硫酸、磷酸、丙酮酸、丙二酸、氯乙酸、邻苯二甲酸、水杨酸、酒石酸、亚硝酸、反丁烯二酸、柠檬酸、氢氟酸、苹果酸、葡萄糖酸、甲酸、乳酸、苯甲酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、乙酸、丙酸等，所用酸性水溶液浓度为0.1％-99％(W/W)。

在本发明方法中用于制备表面水解尼龙所用碱性水溶液可以为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化铜、氨水等，所用碱性水溶液浓度为0.1％-50％(W/W)。

在本发明方法中用于制备表面水解尼龙所用脱水剂为碳化二亚胺，包括1-乙基-(3，3-二甲基胺丙基)碳化二亚胺、N，N′-二环己基碳化二亚胺、1-环己基-2-吗啉乙基碳化二亚胺和其它碳化二亚胺的衍生物。

在本发明方法中用于制备尼龙表面接枝壳聚糖所用脱水交联反应的反应温度为0℃至100℃。

在本发明方法中用于制备表面水解尼龙所用缓冲剂为4-吗啉乙磺酸，所用催化剂为N-羟基琥珀酰亚胺。

本发明提供一种尼龙表面接枝壳聚糖亲水性抗菌材料的制备方法，用浓酸或浓碱将尼龙材料表面酰胺键部分水解后，用碳化二亚胺将壳聚糖与表面水解尼龙脱水交联制备表面改性尼龙材料。本发明方法工艺简单，成本低廉。改性后尼龙材料的表面亲水性增加，且表面具有抗菌作用。

【具体实施方式】

以下结合实施例对本发明作详细的说明：