[发明专利]一种基于半纤维素的抗菌剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种基于半纤维素的抗菌剂及其制备方法与应用。该方法包括以下步骤：将阳离子木聚糖，溶于超纯水中，水浴中加热溶解，通氮气，加入引发剂，引发一定时间后加入自制改性聚六亚甲基盐酸胍，反应结束后冷却，提纯，干燥。干燥后获得纯度高的木聚糖接枝聚六亚甲基盐酸胍，该木聚糖接枝聚六亚甲基盐酸胍兼具木聚糖和聚六亚甲基盐酸胍性能，具有较好的抗菌性能，对纸张吸附效果好，有效提高废纸浆的纸张抗菌性能和机械性能。本发明的制备方法具有工艺易操作，环境友好特性。

技术领域

本发明涉及造纸抗菌剂领域，具体涉及一种基于半纤维素的造纸抗菌剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着人们生活水平的日益挺高，人们对抗菌生活用品的关注度及需求都在迅速增加。纸制品作为一种常用的日常用品，覆盖到人们生活的方方面面。因而，抗菌纸的研发与制备就备受关注。

抗菌剂是抗菌纸的核心组分，好的抗菌剂关系到抗菌纸的品质。胍盐是一种常用的有机抗菌剂，对细菌的抗菌效果较好，木聚糖接枝聚六亚甲基盐酸胍，是木聚糖经化学改性后的衍生物，由木聚糖与聚六亚甲基盐酸胍高温接枝共聚制得，具备聚六亚甲基盐酸胍的抗菌性，且聚六亚甲基盐酸胍存在带正电的氨基，可以与纤维素形成氢键，对浆料性能有效的提高，因此可以应用于造纸行业。该方法制备的木聚糖接枝聚六亚甲基盐酸胍具有环境友好性，对环境污染小。

近年来，生物质由于具有低廉、可再生、无毒等优点，生物质的高附加值利用受到广泛的研究，其中生物质的接枝共聚改性方法尤为引人注目。生物质通过接枝共聚改性方法，可以赋予其接枝共聚物的性能，提高其的应用范围。将特定官能团接枝的到生物质接枝共聚包括，淀粉的接枝共聚、纤维素的接枝共聚、半纤维素的接枝共聚等等。利用木聚糖接枝聚六亚甲基盐酸胍代替传统的造纸抗菌剂大大降低了生产成本，环境污染等缺点，具有技术和经济上的可行性。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种基于半纤维素的造纸抗菌剂及其制备方法与应用。该木聚糖接枝聚六亚甲基盐酸胍兼具木聚糖和聚六亚甲基盐酸胍性能，抗菌性好，有效提高废纸浆的抗菌性和纸张机械性能。本发明的制备方法具有工艺易操作，环境友好性。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种基于半纤维素的抗菌剂的制备方法，包括如下步骤：

木聚糖接枝共聚反应：称取阳离子木聚糖粉末溶于超纯水中，水浴中加热溶解，通氮气排掉空气，加入引发剂引发，再加入聚六亚甲基盐酸胍，反应完后产物冷却至室温，提纯、干燥，得到的产品即为基于半纤维素的纸张抗菌剂。

上述方法中，所述水浴的温度为40℃～90℃所述引发剂为硝酸铈铵，用量为1×10^-5～5×10^-4mol，引发时间为5～20min。

上述方法中，所述阳离子木聚糖的制备方法：将0.5g～4g木聚糖溶于超纯水中，加入0.1g～1.2g的NaOH溶液，碱化10min～90min后，滴加0.5g～8g 2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，微波反应10min～90min，反应后产物提纯、干燥，得到的产品为阳离子木聚糖。

上述方法中，所述改性聚六亚甲基盐酸胍的制备方法：将0.1g～2g聚六亚甲基盐酸胍加入二甲基亚砜搅拌溶解，再按照聚六亚甲基盐酸胍与甲基丙烯酸环氧丙酯的摩尔比1：4～4:1加入甲基丙烯酸环氧丙酯，反应1h～6h，提纯、过滤、干燥，得到的产物为改性聚六亚甲基盐酸胍。

上述方法中，所述聚六亚甲基盐酸胍在溶液中的浓度为0.01mol/L～0.40mol/L。

上述方法中，阳离子木聚糖的取代度0.10～0.60，分子量20000～47000。

上述方法中，所述阳离子木聚糖与聚六亚甲基盐酸胍反应的温度为40℃～90℃，时间为2h～8h。