[发明专利]一种高阻隔改性聚乳酸抗菌材料及其制法

说明书

本发明涉及聚乳酸抗菌材料技术领域，且公开了一种高阻隔改性聚乳酸抗菌材料，包括以下配方原料：聚多巴胺‑银纳米复合材料、改性纤维素、催化剂、DL‑丙交酯。该一种高阻隔改性聚乳酸抗菌材料，热溶剂原位聚合法在纳米银外层包覆依次纳米聚多巴胺，使纳米银颗粒均地分散在聚乳酸中，大改善了纳米银在聚乳酸材料中的分散性和相容性，聚多巴胺在碱性条件下容易分解，提高了聚乳酸的生物降解速率，长支链的硬脂酸接枝纤维素与聚乳酸分子相互交联，进行聚乳酸分子之间的孔隙中，增强聚乳酸分子的交联度和结晶度，降低了聚乳酸材料的水蒸气渗透系数和透氧率，表现出良好的水分子和氧气的高阻隔性能，增强了聚乳酸材料的抗菌性能。

技术领域

本发明涉及聚乳酸抗菌材料技术领域，具体为一种高阻隔改性聚乳酸抗菌材料及其制法。

背景技术

抗菌材料是一种具有杀灭或抑制微生物功能的新型功能材料，在自然界中有许多物质本身就具有良好的杀菌或抑制微生物的功能，但目前抗菌材料大多是指通过添加一定的抗菌物质或抗菌剂，使材料达到抑制或杀灭细菌的效果，如抗菌织物、抗菌塑料、抗菌金属材料、抗菌陶瓷材料等，抗菌材料主要有机抗菌剂如咪唑类、季铵盐类、双呱类等；无机抗菌剂银、铜、锌等金属化合物等，其中纳米银对大肠杆菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，并且不会产生耐药性，是一种广泛使用的抗菌剂。

聚乳酸主要是由乳酸分子之间通过羧基和羟基脱水缩合得到的聚合物，聚乳酸的原料来源充分、可再生，并且聚乳酸的生产过程污染很小，产品具有生物降解性，可以实现在自然界中的循环，因此聚乳酸材料是一种理想的绿色高分子材料，产品主要有包装材料、纤维和非织造物等，在服装业、建筑业、农林业和医疗卫生等领域具有广泛的应用，但是聚乳酸不具有抗菌性能，而纳米银在聚乳酸中的分散性和相容性较差，如何使纳米银与聚乳酸有效地形成复合材料，赋予聚乳酸材料良好的抗菌性能成为研究热点。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高阻隔改性聚乳酸抗菌材料及其制法，解决了聚乳酸不具有抗菌性能和纳米银在聚乳酸中的分散性和相容性较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高阻隔改性聚乳酸抗菌材料，包括以下按重量份数计的配方原料：3-8份聚多巴胺-银纳米复合材料、2-6份改性纤维素、0.1-0.3份催化剂、86-95份DL-丙交酯。

优选的，所述催化剂为辛酸亚锡。

优选的，所述聚多巴胺-银纳米复合材料制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶加入乙醇和质量分数为0.07-0.1％的氨水，两者体积比为1:2-2.5，再加入加入纳米银颗粒，将反应瓶置于超声分散仪中，进行超声处理20-40min。

(2)向溶液中加入盐酸多巴胺，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至45-55℃，匀速搅拌反应20-25h，向溶液中加入丙酮溶剂，匀速搅拌然后静置沉降，将溶液通过离心机进行离心分离，除去溶剂收集沉淀产物，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米聚多巴胺包覆的纳米银，即为聚多巴胺-银纳米复合材料。

优选的，所述纳米银颗粒和盐酸多巴胺的质量比为2.2-3.5:1。

优选的，所述改性纤维素制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入硬脂酸酐，加热至80-90℃，再加入粒径为25-50um的纤维素颗粒，匀速搅拌30-40min，将反应瓶置于超声分散仪中，在80-90℃进行超声分散处理1-2h。

(2)向溶液加入碘单质并置于油浴锅中，加热至130-150℃，匀速搅拌反应2-3h，将溶液冷却至室温，加入乙醇溶剂使物料全部溶解，将溶液置于透析袋中，加入蒸馏水溶剂进行透析过程除去小分子，将透析过后的沉淀物使用乙醇溶剂洗涤除去杂质，并充分干燥，制备得到硬脂酸接枝的纤维素，即为改性纤维素。