[发明专利]一种抗菌性聚酰亚胺薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米复合材料的研究领域，尤其是抗菌性聚酰亚胺薄膜的制备方法。

背景技术

聚酰亚胺由于自身结构上的特点，其力学性能、耐疲劳性能、难燃性、电性能较好；成型收缩率小；机械强度高，随温度升高变化较小；介电性能优异；化学性质稳定以及耐油、一般酸和有机溶剂。聚酰亚胺材料无毒，可用来制造餐具和医用材料，并经得起数千次消毒，此外，一些聚酰亚胺还具有很好的生物相容性。聚酰亚胺因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是功能性材料，其均有广泛的应用。

银是贵金属中相对比较便宜的一种金属，它在工业和人们日常生活中有着广泛的应用，其应用领域主要包括：感光材料、装饰材料、复合材料、银系抗菌材料等。将无机组分纳米银添加到聚酰亚胺的预聚体聚酰胺酸中，制备出的聚酰亚胺/Ag复合薄膜具有良好的热性能、电性能、力学性能以及在生物亲和性材料方面有很高应用价值。但是现有技术中制备的Ag复合薄膜抗菌性能仍达不到一个良好的效果，如何提高复合薄膜的抗菌性，亟待解决。

发明内容

本发明针对现有技术中聚酰亚胺薄膜抗菌性能的不足，提供抗菌性聚酰亚胺复合薄膜的制备方法。

本发明所采用的技术方案为：一种抗菌性聚酰亚胺薄膜的制备方法，步骤如下：

（1）常温下，先向两口烧瓶中加入二胺和溶剂，轻轻摇晃烧瓶使二胺与溶剂混合均匀，再将称量好的二酐分3～5次加入到烧瓶中，每次间隔1～2分钟。启动真空油泵抽真空，在真空条件下搅拌反应5～10min，关闭油泵，停止搅拌，得到预聚酰胺酸溶液；将AgNO₃固体直接加入预聚酰胺酸溶液中进行聚合反应，直至呈现粘稠状液体（粘度为0.80～1.50dl/g），停止反应；

（2）抗菌性聚酰亚胺薄膜的制备：将步骤（1）最终制得的聚合体系均匀平铺于干净的玻璃板上，将玻璃板放置在鼓风烘箱中恒温2～3h，再常温冷却放置5～10h后转入马弗炉内进行梯度升温热亚胺化。

进一步地，所述的二酐为联苯四甲酸二酐（BPDA）、均苯四甲酸二酐（PMDA）或3,3’,4,4’-二苯醚四甲酸二酐（ODPA）中的一种，所述的二胺为4,4’-二氨基二苯醚（ODA）；二酐单体与二胺单体摩尔比为1.02:1。

作为优选，所述的AgNO₃质量占总固含量的7%～15%。

作为优选，所述的梯度升温热亚胺化条件为120℃、160℃、220℃各保温0.5h，然后升至300℃保温2h；或起始梯度温度为80℃保温0.5h、随后100℃、150℃、200℃、250℃、300℃各保温1h。

作为优选，所述的反应溶剂为DMF。

本发明通过工艺上的改进，大大提高了聚酰亚胺复合薄膜的抑菌性能，使得复合薄膜的最大抗菌率可达72%，且保留了聚酰亚胺的优异性能，同时一定量银的加入改善了复合薄膜表面润湿性和导电性能。

附图说明

图1为实施例1聚酰亚胺/Ag复合薄膜和纯PI膜的红外谱图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作详细的说明：

本发明方法中用于制备复合薄膜的聚合反应溶剂为N,N-二甲基甲酰胺（DMF）。

实施例1

（1）含有AgNO₃聚酰胺酸溶液的制备：按照15％的固含量，称取0.8992g的BPDA和0.6g的ODA（二酐与二胺的摩尔比为1.02∶1），并量取10ml的DMF溶剂。在常温下，先向100mL两口烧瓶中加入二胺和DMF溶剂，轻轻摇晃烧瓶使二胺与溶剂混合均匀，再将称量好的二酐分3次加入到烧瓶中，每次间隔2分钟。装好装置，调节搅拌器的搅拌速度，启动真空油泵抽真空。反应5min后先关闭油泵，再停止搅拌，向烧瓶中加入0.1128g的AgNO₃固体，随后再继续反应直至溶液变为粘稠状（粘度为0.80dl/g（在35℃的温水浴中采用乌氏粘度计测试聚酰胺酸的特性粘度，根据外推法计算粘度值，下同）），停止反应。（2）聚酰亚胺/Ag复合薄膜的制备：将制备的聚合体系均匀平铺于干净的玻璃板上，将玻璃板放置在鼓风烘箱中80℃恒温2h，再常温冷却放置5h后转入马弗炉内进行梯度升温热亚胺化，梯度温度为120℃、160℃、220℃各0.5h，300℃2h。烘制结束后，将玻璃板自然冷却至室温，再放入温水浴中浸润，使薄膜自然脱落。