[发明专利]一种抗菌耐老化聚酯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是涉及一种抗菌耐老化聚酯材料及其制备方法。

背景技术

聚酯作为一种工程塑料，其耐蠕变性、耐疲劳性及耐摩擦与磨损性极为突出。特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二酯(PPT)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，因其优良的机械特性、化学特性、尺寸稳定性和透明性，广泛用作纤维材料、膜材料、包装材料、建筑材料、生物医用材料，应用在人们的衣、食、住、行、医疗等各个领域，与人们的生活息息相关。然而普通的聚酯在光、氧和热作用下易发生老化，使制品变黄、变色，机械性能变差，从而导致使用寿命大大缩短。且由于聚酯的抗菌性能很差，其制品用一段时间过后，表面会变得肮脏，滋生各种细菌、霉菌、真菌等有害微生物。特别在温度、湿度等客观条件适宜时更易繁殖蔓延，不同的人接触就会导致交叉感染，成为细菌污染源和疾病传播源，对人体造成病害，这大大的限制了其在要求抗菌领域的应用。

有鉴于上述因素，近些年，国内外很多学者都在致力于研究开发具有抗菌功能的聚酯，取得了一定的成果。经检索，目前用于聚酯的抗菌剂按结构主要分为无机、有机和天然三大类。无机抗菌剂采用银、锌、铜等金属离子为抗菌剂，以磷酸盐、膨润土、沸石等多孔无机非金属材料为载体制得，具有抗菌效率高，耐热性强，但容易氧化变色而使抗菌能力降低乃至失效，力学性能大幅度下降，用量也相对较大，成本高，市场推广困难。有机抗菌剂包括季胺盐类、咪唑类、吡啶类、有机金属类等，虽然杀菌效率较高，添加量较少，但缓释性能差，易析出，影响抗菌持久性，且毒性较大，对人体健康会造成很大的潜在危害。与之相比，天然抗菌剂是从植物、动物或生物中提取的，其来源广泛，成本低，具有安全无毒、抗菌效率高、耐热性佳、颜色稳定性好、不易产生耐药性和环境友好等优点，故其应用和研究越来越受到人们的重视。但天然抗菌剂通常是从一种植物、动物或生物中提取而成，抗菌成分较单一，抗菌谱窄，其与聚酯之间的相容性差，易产生团聚、分散不均匀等问题，且在使用过程中抗菌成分易析出，抗菌效果不能持久。此外，现有的抗菌剂不能同时兼具抗菌耐老化和保健功能，为了达到聚酯制品所需的耐老化指标，添加抗氧剂是防止聚酯制品氧化的一种有效手段。但公知的抗氧剂多为有一定毒性的小分子化合物，与聚酯相容性较差，常常会发生迁移析出，影响其使用性能，存在安全隐患。

因此，研究出一种兼具天然抗菌耐老化、保健功能的同时提升机械性能，且功效持久，使用寿命长的聚酯材料显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的就是提供一种纳米黄土负载植物源提取物作为抗菌剂均匀分布在聚酯基体中而使多种生物活性物质协同增效的耐老化聚酯材料及其制备方法，以解决现有技术存在的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种抗菌耐老化聚酯材料，按重量百分比计，其原料配方组成为：聚酯75～90％，植物源提取物3～6％，纳米黄土5～15％，榛子油1.3～2.2％，椰油酰胺丙基甜菜碱0.7～1.8％，所述的植物源提取物是由重量百分含量15～25％的翁布、45～60％的飞扬草和25～35％的龙船花提取制得，其制备方法包括以下步骤：

①制备植物源提取物：按配方称取新鲜的翁布、飞扬草、龙船花分别去杂，洗净，干燥，混合，粉碎成0.5～1cm的碎片置于匀浆机中，加入碎片重量2～5倍的浓度为50～60wt％的乙醇溶液，匀浆提取15～30min，置于频率为20～40kHz的超声波提取器中，功率150～250W、温度35～60℃下提取50min，过滤，滤液过D101大孔吸附树脂柱，先用水洗，弃去水洗液，再用浓度为65～80wt％的乙醇溶液洗脱，收集醇洗脱液，减压浓缩，干燥至恒重，得到植物源提取物；

②制备纳米黄土，采集一定量的黄土以1∶5～9的固液重量比加入浓度为3～45wt％的盐酸溶液进行混合制浆，控制浆液的pH值在4.5～6之间，置于闭式耐酸反应釜中，在100～180℃反应2～9h，出料，冷却，用去离子水洗涤至中性，干燥，在200～500℃下煅烧0.5～1h，冷却，用陶瓷珠磨机磨至粒径1200～2500目，得到白色的纳米黄土；

③制备榛子油：采集饱满、无腐烂的榛子破壳取仁，除去榛子仁表面的薄红皮，放入浓度为9wt％的氢氧化钠溶液中煮沸5min，捞出用清水洗净，在120℃下烘烤至含水量≤6％，放入炒锅在75～90℃下炒制5～15min，送入压榨油机于40～50℃下压榨，得到原油和油渣，在原油中加入原油重量0.5～7％的活性炭回流脱色1.5h，滤出活性炭，制得榛子油；