[发明专利]一种具有韧性的聚酯材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于材料技术领域，公开了一种具有韧性的聚酯材料及其制备方法和应用。该聚酯材料，包括以下组分：聚酯、纳米金属、偶联剂。聚酯为含羟基的脂肪族聚酯，例如聚‑β‑羟丁酸、聚羟基戊酸酯、聚‑3‑羟基丁酸酯、3‑羟基丁酸4‑羟基丁酸共聚酯或聚己内酯中的至少一种；纳米金属选自纳米银、纳米铜、纳米锌或纳米金。该聚酯材料，由于纳米金属的引入，使得所述聚酯材料具有良好的韧性，聚酯材料的断裂伸长率可提高至100％，且还具有抗菌性能，对金黄色链球菌、大肠杆菌、霉菌等，抑菌率在80％以上，十分有利于该聚酯材料在医疗器械领域、食品领域或卫生用品领域的应用。

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种具有韧性的聚酯材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚酯材料，例如PHA(聚羟基脂肪酸酯)中P3HB(聚-3-羟基丁酸酯)结晶度为55％-80％，结晶速率慢、球晶尺寸大、结晶度高等因素，导致这类聚酯材料与聚丙烯相比，更具刚性，易脆，断裂伸长率只有约3％，远低于聚丙烯的断裂伸长率400％。PHA的韧性差不利于PHA在医疗器械领域、食品领域或卫生用品领域中的应用。

另外，PHA与PLA(聚乳酸)相比，PHA不具有抑菌性能，而PLA对黄色链球菌，大肠杆菌等具有明显的抑菌性。

因此，为了提升聚酯材料在医疗器械领域、食品领域或卫生用品领域的应用，提供一种既具有良好的韧性，又具有抗菌性的聚酯材料，是十分有必要的。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有韧性的聚酯材料及其制备方法和应用，所述聚酯材料具有良好的韧性，且还具有抗菌性能，因此，十分有利于所述聚酯材料在医疗器械领域、食品领域或卫生用品领域的应用。

本发明的发明构思：本发明通过向聚酯材料中添加纳米金属，例如纳米级银、纳米铜、纳米金等，提供成核结晶位点，加快聚酯材料结晶速度，也能减小聚酯材料中的晶球尺寸，晶球尺寸减小使微应力更好的分散，一定程度上减少应力集中，从而提高了聚酯材料的韧性，即提高了聚酯材料的断裂伸长率。纳米金属粒子会吸引蛋白酶中带有负电荷的硫醇基(-SH)，有效地刺穿细菌的细胞壁与细胞膜外表，进一步使细菌因蛋白质变性，而无法呼吸、代谢和繁殖，直至死亡，从而达到灭菌的效果。

本发明的第一方面提供一种具有韧性的聚酯材料。

具体的，一种具有韧性的聚酯材料，包括以下组分：聚酯、纳米金属、偶联剂。

优选的，所述聚酯为含羟基的脂肪族聚酯，例如PHA(聚羟基脂肪酸酯)。

进一步优选的，所述含羟基的脂肪族聚酯选自聚-β-羟丁酸(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)、聚-3-羟基丁酸酯(P3HB)、3-羟基丁酸4-羟基丁酸共聚酯(P3HB-CO-4HB)或聚己内酯中的至少一种。

优选的，所述纳米金属选自纳米银、纳米铜、纳米锌或纳米金中的至少一种；进一步优选的，所述纳米金属选自纳米银、纳米铜或纳米锌中的至少一种；更优选的，所述纳米金属为纳米银。

优选的，所述纳米金属的直径为1-999nm；进一步优选的，所述纳米金属的直径为1-500纳米。

优选的，所述纳米金属的长度为1nm-0.1mm；进一步优选的，所述纳米金属的长度为10nm-0.1μm。

优选的，所述偶联剂为酞酸酯偶联剂和/或硅酸酯偶联剂。所述偶联剂具有连接聚酯和纳米金属，也兼具减少纳米金属团聚的作用。

优选的，所述聚酯材料还包括表面活性剂。所述表面活性剂具有增加纳米材料分散效果的作用。

进一步优选的，所述表面活性剂为甘油和/或烷基糖苷。

优选的，一种具有韧性的聚酯材料，按重量份数计，包括以下组分：聚酯90-99份、纳米金属0.01-2份、偶联剂0.1-15份。