CN102311608A - 一种聚苯胺复合抗菌塑料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于抗菌高分子材料及其加工领域，具体为一种聚苯胺复合抗菌塑料及其制备方法和应用。该抗菌塑料包括聚苯胺主体材料、高分子基体材料，各种形态的聚苯胺或其复合材料为抗菌主体材料，在与其他高分子基体材料共混，然后再进行注塑、吹塑、模压、发泡等塑料成型工艺制得聚苯胺复合抗菌环境净化材料；在常温下则可利用溶剂溶解或分散聚苯胺，和其他高分子混合对塑料进行表面处理，如通过喷塑、浇铸、涂膜、电化学沉积等工艺制成抗菌防污防腐涂层等。上述聚苯胺复合材料不仅对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等具有优异的抗菌效果。还可利用其氧化还原特性做为环境净化材料来实现甲醛、硫化氢、污染物等气体的去除，保持空气的清新。

Description

一种聚苯胺复合抗菌塑料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于抗菌高分子材料及其加工领域，具体为一种聚苯胺复合抗菌塑料及其制备方法和应用，利用具有氧化还原特性的聚苯胺导电高分子做为抗菌环境净化材料，塑料或橡胶等其他高分子材料做为基体材料，通过真空或惰性气体保护下进行混料、注塑、吹塑等高温工艺、涂布等常温工艺形成聚苯胺复合抗菌塑料，该复合材料不仅抗菌效果优异，且还可应用于防静电、防腐防污材料等领域。

背景技术

聚苯胺具有原料廉价易得、合成工艺简单、导电性优良等众多优点而尤为受人瞩目，聚苯胺的独特性能，使它在技术上显示了极大的应用前景。可逆的电化学活性、较高的室温电导率、大的比表面积和稳定性好等特点，使它在二次电池上有重要的应用，聚苯胺的电致变色效应可作为很好的电致变色器，聚苯胺将在军事伪装和节能涂料等方面有着广阔的前景。此外，聚苯胺在抗静电、电磁屏蔽、场效应晶体管、印刷等领域也具有极广泛的应用前景，被认为最有实际应用前景的导电聚合物。以上关于聚苯胺的应用研究主要着眼于其作为导电聚合物的研究，掺杂是使聚苯胺聚合物获得导电性的有效途径，而恰恰因为掺杂也使得聚苯胺导电聚合物存在的几个致命的缺点，即高温加工性及稳定性不好，使用温度范围窄，导电率不够高。

为了解决聚苯胺的成型加工问题，通常是采用机械熔融共混法，即将导电聚苯胺与基体聚合物(如：PVC、ABS、PP、尼龙、热缩性聚酯等)同时放入混炼设备中，在熔融温度下进行混炼，即可得到聚苯胺和基体聚合物的共混材料。然后进行挤出、注射、模压等加工成型，而该方法所采用的温度往往超过200℃，有的甚至接近300℃，对导电聚苯胺的热稳定性和熔融加工性提出了较高的要求。

对导电聚苯胺热稳定性已有大量报道和研究，如盐酸或对甲基苯磺酸等各种酸掺杂的导电聚苯胺稳定性低，一般在160℃左右就会开始大量脱出掺杂的酸，且导电率急剧下降。

在导电聚苯胺和其他普通高分子材料共混成型加工研究中，一般采用以下几种方式来实现：

一是采用避开高温工艺的作法；如中国专利申请(公开号CN1127267A)中将苯胺加入含有热塑性聚合物的有机溶剂中，再加入表面活性剂形成乳液，再滴加氧化剂使苯胺聚合，反应结束后加入乙醇等使其沉淀并加热蒸出有机溶剂，形成掺杂聚苯胺与热塑性聚合物构成的导电复合材料。这需要大量有机溶剂来溶解热塑性聚合物，且反应结束后加入乙醇使其沉淀会使不同有机溶剂混合成分复杂化，不利于回收利用。CN1316554A和CN1450210A中，前者是将聚苯胺和聚酰胺及掺杂剂的浓硫酸共混溶液挤入凝固浴中，后者是以混合溶剂将聚苯胺的有机磺酸盐及聚丙烯腈溶解，二者均采用湿法纺丝技术，经拉伸后，制得导电纤维；专利CN1226585A中采用N-乙基吡咯烷酮溶解掺杂的聚苯胺来制成纤维、薄膜和涂层。

二是改变掺杂剂提高其耐高温的温度；中国专利申请(公开号CN1249315A)中是通过低含水量酸如烷基硫酸或磺酸及干燥剂通过外加热源加热进行掺杂反应，可使掺杂的聚苯胺粉末溶解度增加。中国专利申请(公开号CN1673253A)中提到热稳定型自身掺杂性官能化聚苯胺的合成及应用。是利用非取代型聚苯胺粉末与含有酸官能的硫醇如巯基丙磺酸，聚苯胺发生了还原同时被取代上一个丙硫基磺酸盐，即含有磺酸官能团接在一个丙硫基取代基的尾段。该丙硫基磺化聚苯胺的导电率不易受到不同pH值水洗液的影响。且热重分析结果显示，在260-400℃间产生了较轻微的重量损失(文中报道说经XPS研究证实与失去磺酸官能团有关)，之后在524℃产生主要的重量损失(高分子骨架裂解造成)。中国专利申请(公开号CN101143470A)中提到P.S.Freitas利用万马力机反应加工聚苯胺，采用哈克共混的方法在150℃热机械加工对聚苯胺进行了掺杂，在此技术的基础上，该专利采用球磨的方式进行掺杂，不但使聚苯胺均匀混合，还可诱导聚苯胺分子链采取伸长构象和取向排列，提高了聚苯胺的溶解度和耐高温性。

三是合成耐高温的聚苯胺衍生高分子；如通过N-位嫁接、磺化或环磺化制备耐高温的自身掺杂型聚苯胺。

四是通过和耐高温的无机材料复合来实现。如：中国专利申请(公开号CN1974667A)中利用多壁纳米碳管和聚苯胺制成导电复合材料。中国专利申请(公告号CN2734872Y)中采用聚苯胺和硅藻土复合做为导电填料，添加到高分子基体中制备抗静性的复合板材。中国专利申请(公告号CN101067042A)锆钛酸铅等压电陶瓷粉和聚苯胺复合经过成型、高温固相反应、烧结最后制造出来。CN101157800A中利用正硅酸乙酯在无机酸掺杂的聚苯胺表面水解缩合制备成自分散的导电聚苯胺/硅复合材料，在空气中的热分解温度达360℃左右，还可通过与水溶性或醇溶性的高分子进行共混制成防静电和防腐的涂料。

近期由日本的森田建一在专利CN1520379A中提供了一种在聚苯胺表面覆盖一层多孔磷酸钙被覆层可作为活性氧发生材料，专利中提到在聚苯胺和塑料或树脂混合时会存在介质本身会恶化等问题，可通过采用聚苯胺表面覆盖一层多孔磷酸钙来解决，实现聚苯胺用于环境净化材料的目的。

发明内容

本发明目的在于提供一种聚苯胺复合抗菌塑料及其制备方法和应用，解决聚苯胺复合塑料的加工问题，促进聚苯胺复合材料在抗菌、抗静电、防腐防污材料等各个领域的应用进展。

本发明的技术方案是：

一种聚苯胺复合抗菌塑料，该抗菌塑料包括聚苯胺主体材料、高分子基体材料，聚苯胺抗菌主体材料的重量百分比为0.1％～99.9％，高分子基体材料的重量百分比为0.1％～99.9％。

所述的聚苯胺复合抗菌塑料，聚苯胺抗菌主体材料的重量百分比优选为0.1％～50％，高分子基体材料的重量百分比优选为50％～99.9％。

所述的聚苯胺复合抗菌塑料，聚苯胺抗菌主体材料包括掺杂态聚苯胺、本征态聚苯胺或还原态聚苯胺。

所述的聚苯胺复合抗菌塑料，在掺杂态聚苯胺、本征态聚苯胺或还原态聚苯胺复合材料制备中，通过原位合成或后掺入过程，复合重量百分比占0.1～99.9％(优选范围为3～50％)的银、铜、锌等金属、各种价态的离子及化合物、二氧化硅、二氧化钛、碳材料、酚类化合物、染料或热固性树脂之一种或几种以上复合，作为聚苯胺抗菌主体材料。

所述的聚苯胺复合抗菌塑料，高分子基体材料选自ABS树脂、聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS、聚酯PET、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚苯醚PPO、聚甲醛POM、聚酰胺PA、聚碳酸酯PC、聚对苯二甲酸酯PET、尼龙PA等其中的一种或几种以上的组合物(包括共混物或共聚物)，可进行高温熔融加工成型工艺的高分子材料。

所述的聚苯胺复合抗菌塑料的制备方法，包括以下步骤：

(1)苯胺或取代苯胺，在盐酸、对甲基苯磺酸、萘磺酸、十二烷基苯磺酸之一种或几种混合的酸性环境下，通过加入过硫酸铵、过氧化氢或重铬酸钾氧化剂进行聚合，获得掺杂态聚苯胺；

(2)将步骤(1)制备的掺杂态聚苯胺，通过加入氨水、氢氧化钠或碳酸钠进行脱掺杂反应，过滤、水洗除去残留的无机盐，再用丙酮洗涤干净，除去残留的低分子物和副产物，烘干得本征态聚苯胺；

(3)掺杂态聚苯胺与高分子基体材料混合，后在惰性气体保护或真空状态下，用混料机先进行熔融机械混料，然后制成掺杂态聚苯胺复合塑料母粒；

当熔融混料温度较低，如室温到160℃间进行时，掺杂态聚苯胺与高分子基体材料混合后，在空气中，用混料机先进行熔融机械混料，然后制成掺杂态聚苯胺复合塑料母粒；

本征态聚苯胺复合塑料母粒可参照上述掺杂态复合塑料母粒方法进行制备。

所述步骤(3)中，可以加入聚苯胺高分子分散剂(如聚乙二醇、聚氧乙烯等)，聚苯胺高分子分散剂占总重量的0.1～30％。

这是由于在温度超过160℃进行注塑加工时，掺杂态或本征态聚苯胺在空气存在下，会发生氧化交联，破坏聚苯胺特有的氧化还原特征结构，从而失去其特性。

所述的聚苯胺复合抗菌塑料的制备方法，苯胺或取代苯胺，其化学结构以通式(1)为代表：

其中，R分别是-H、-CH₃、-C₂H₅、-F、-Cl、-Br、-I、-NO₂、-OCH₃、-SO₃H、磺酸基(如烷基磺酸、硫烷基磺酸、环烷基磺酸或取代烷基磺酸基)的苯胺单体。

所述的聚苯胺复合抗菌塑料的制备方法，利用各种不同氧化程度的还原态、本征态或氧化态聚苯胺，制备的复合聚苯胺母粒。

所述的聚苯胺复合抗菌塑料的应用，该聚苯胺复合抗菌塑料进行注塑、吹塑、模压或发泡塑料成型工艺制得模块、薄膜、纤维或发泡聚苯胺复合抗菌环境净化材料；该聚苯胺复合抗菌塑料通过喷塑、浇铸、涂膜或电化学沉积工艺在各种塑料、金属或碳材料表面制成抗菌防污防腐涂层。

所述的聚苯胺复合抗菌塑料的应用，该聚苯胺复合抗菌塑料用于对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌或白色念珠菌的抗菌；或者，该聚苯胺复合抗菌塑料做为环境净化材料来实现甲醛、硫化氢或污染物气体的去除，来保持空气的清新。

所述的聚苯胺复合抗菌塑料的应用，该聚苯胺复合抗菌塑料导电高分子复合材料，应用于防腐防污、防静电材料、导电材料或吸波材料各个领域。如，利用该聚苯胺复合抗菌材料来制备抗菌防静电地板。

所述的聚苯胺复合抗菌塑料的应用，该聚苯胺复合抗菌塑料利用聚苯胺的氧化还原特性来进行各种化学反应，且该复合材料可以简单分离加以回收利用。

所述的聚苯胺复合抗菌塑料的制备方法，该聚苯胺复合抗菌塑料直接通过溶剂溶解或分散，在塑料表层通过涂布方法形成涂层或薄膜，用于板状、薄膜状、粉末状、泡沫状各种塑料表面，做为聚苯胺抗菌环境净化材料应用。

由于聚苯胺材料只在塑料表面使用，大大减少聚苯胺的使用量，降低应用成本。

本发明的有益效果是：

1、本发明可通过真空或惰性气体保护下高温注塑工艺来制备聚苯胺复合抗菌塑料。包括将苯胺或取代苯胺，在酸的存在下，滴加氧化剂等来制备掺杂态聚苯胺，可以通过加入氢氧化钠或氨水等碱性溶液脱掺杂制得本征态聚苯胺。本发明可以任意选择一种或多种可通过高温熔融成型的基体高分子材料和聚苯胺(包括掺杂态、本征态等各种形态聚苯胺)粉末经过真空或惰性气体保护下混合，制备成聚苯胺复合抗菌母粒，然后通过注射、挤出、吹塑、发泡等工艺制成聚苯胺环境净化材料，可改变其外形如粉末、模块、薄膜、纤维、泡沫等来实现不同环境下的应用。

2、本发明可利用不同形态的聚苯胺(掺杂态、本征态；还原态、氧化态等)，溶解或分散于N-甲基吡咯烷酮(NMP)、DMF、甲苯、丙酮及酚类等有机溶剂中，与ABS、PMMA、PVC等高分子成膜物质混合，通过浇铸、涂膜等工艺在各种塑料、金属、碳材料等各种材料表面制成聚苯胺抗菌防污防腐涂层，该方法不仅避免了聚苯胺的大量使用，大大降低成本，且能改善混入大量聚苯胺降低复合材料使用性能的缺点。

3、本发明可利用不同氧化程度的聚苯胺，添加银、铜、锌金属及其各种价态的离子及化合物、二氧化硅、二氧化钛、碳材料、染料、酚类化合物等，进行一定比例的复配，再和基体高分子材料共混来制备聚苯胺复合抗菌塑料。

4、本发明中通过注塑工艺或涂层工艺制得的聚苯胺复合抗菌塑料，不仅对革兰氏阴性菌(如大肠杆菌)、革兰氏阳性菌(如金黄色葡萄球菌)、酵母菌(如白色念珠菌)等具有优异的抗菌性能，还保持了基体高分子优异的力学性能等特性。还可利用其氧化还原特性做为环境净化材料来实现甲醛、硫化氢、污染物等气体的去除，保持空气的清新。也可通过喷塑、浇铸、涂膜、电化学沉积等工艺制成抗菌防污防腐涂层等。

附图说明

图1为逐步升温分别在不同温度下处理1小时后聚苯胺在间甲酚中测试的紫外光谱。

图2为本征态聚苯胺、170℃下热处理2小时、260℃下热处理2小时的红外光谱对照。

具体实施方式

由于聚苯胺化学结构中苯式和醌式结构以1∶1比例交替存在，其在大气中常温下可长期稳定存在。当温度逐步升高时，会发生脱氢、交联等反应。不同温度下热处理聚苯胺在间甲酚中的紫外光谱图1表明，随着热处理温度的提高，聚苯胺间甲酚溶剂中的溶解度逐渐降低，140℃以下热处理的聚苯胺仍保持着聚苯胺的特征峰，而160℃以上热处理后的聚苯胺已经失去了特征吸收峰。图2为不同温度下热处理过聚苯胺的对照红外光谱图，图中表明热处理后的聚苯胺依然保持着1591cm^-1和1500cm^-1这两个醌式结构N＝Q＝N和苯式结构N-B-N中碳磺骨架振动特征吸收峰。1220-500cm^-1区域内的芳环上C-H面内和面外变角振动峰由于热处理变得很小，证明聚苯胺在进行170℃高温处理时发生了交联反应，失去了聚苯胺所特有苯式和醌式交替存在的氧化还原结构。

在进行注塑工艺时，一般需要加热到120℃以上使可塑性高分子受热熔化，尤其是制备聚苯胺复合塑料时，还需要把聚苯胺粉末揉合入所混炼的高分子中，不管是掺杂态还是本征态聚苯胺都会遇热逐渐分解，脱去掺杂并进一步分解交联失去其特有的氧化还原交替结构，通过真空或惰性气体保护下，掺杂态和本征态聚苯胺都可以保持其原有掺杂及氧化还原特性，之后按照注塑工艺把聚苯胺和其他基体高分子材料熔融混料，可制备出聚苯胺复合抗菌塑料母粒。

制得的聚苯胺复合抗菌塑料母粒可以通过注塑、吹塑、模压、发泡或者抽丝等做成模块、薄膜、泡沫以及纤维等各种形式的抗菌塑料。可应用于家电电器、公共设施中与人体、物体频繁接触的部位，如门封条、搁物架、电话机手柄、话筒、超市购物篮，购物车把手等，空调除尘器，液体输送管道的抗菌防污如石油管道、水管道等管道，抗菌地板，计算机键盘、计算机抗菌键盘膜、ATM触屏保护膜、包装袋等抗菌薄膜，聚酯、聚酰胺等抗菌纤维，甚至可以用于适当情况下的医疗抗菌用品等，还可以通过喷塑、浇铸、涂膜、电化学沉积等工艺制成抗菌防污防腐涂层，甚至可做为环境净化材料来实现甲醛、硫化氢、污染物等气体的去除，来保持空气的清新。

实施例1

反应釜中加入18升自来水，投入500克苯胺，搅拌1小时，得到苯胺水溶液；再在2升的反应釜中加入1升水，再慢慢加入500毫升的浓盐酸(浓度37％wt)，配成盐酸水溶液。然后慢慢倾倒盐酸溶液加入上述苯胺水溶液中，搅拌反应液1小时。1225克的过硫酸铵加入3升水中配成水溶液，然后滴加入上述反应液中，滴加时间约2小时。反应24小时后，反应液中悬浮着盐酸掺杂的聚苯胺，用约500-700克的氢氧化钠等配成的碱性水溶液调节反应液pH值为8-9，继续搅拌24小时脱去掺杂，过滤，水洗除去残留无机盐，离心机甩干，丙酮洗涤，得本征态聚苯胺。

还原态聚苯胺可以通过加入苯肼等还原性试剂还原本征态聚苯胺制得。本实施例中，还原态聚苯胺制备过程和工艺参数如下：本征态聚苯胺避光分散在N，N-二甲基酰胺中，室温下逐渐加入苯肼，用紫外可见光谱跟踪反应至630nm处峰消失，用异丙醇重结晶，过滤，真空干燥得还原态聚苯胺。

环境稳定性、溶解性及加工性好的有机磺酸掺杂聚苯胺制备时，可用对甲基苯磺酸、樟脑磺酸、萘磺酸、十二烷基磺酸或含磺酸基染料等代替上述反应中盐酸，调整酸和苯胺重量比为1-2∶1制得；或者采用后续掺杂法，可以通过浸渍掺杂、热掺杂、研磨掺杂等掺杂方式获得掺杂聚苯胺。

实施例2

15克实施例1本征态聚苯胺和485克低密度聚乙烯母粒(密度为0.910～0.926/cm³，粒度为3mm)，用混料机在130-150℃下先进行熔融机械混料，然后粉碎制成聚苯胺PE(聚乙烯)母粒，压片成型制成抗菌测试片。按照日本国家标准JISZ 2801：2000抗菌制品抗菌性能的检测与评价来测试聚苯胺塑料膜的抗菌效果。复合材料的抗菌性能测试结果表明，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等抗菌率达99％。

复合材料的力学性能测试结果表明，其保持了基体高分子材料的力学性能。

实施例3

15克实施例1本征态聚苯胺和485克聚丙烯母粒(粒度为3mm)，用混料机在200-220℃下先进行熔融机械混料，然后粉碎制成聚苯胺PP(聚丙烯)母粒，压片成型制成抗菌测试片。复合材料的抗菌性能测试结果表明，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌无抗菌作用。

实施例4

按照GB/T 21510-2008粉末抗菌性能试验方法-振荡法来测试未加热处理的和200℃加热处理1小时后的本征态聚苯胺粉末抗菌性能。结果表明，在粉末和大肠杆菌搅拌接触20多小时后，200℃加热处理过的聚苯胺粉末无抗菌效果，而未处理聚苯胺相对抗菌率约为90％。结果证明，200℃热处理使得聚苯胺失去了抗菌作用。

实施例5

分别取实施例1本征态聚苯胺、对甲基苯磺酸掺杂聚苯胺各5克，在空气氛围下，200℃各加热2小时，粉末逐渐变黑分解，且不再溶于间甲酚或NMP。

实施例6

分别取实施例1本征态聚苯胺、对甲基苯磺酸掺杂聚苯胺各5克，在真空状态下，200℃各加热2小时，粉末外观及颜色肉眼观察没有发现变化，如掺杂态聚苯胺颜色仍为墨绿色；其紫外可见光谱加热处理前后特征峰没有变化；导电率测试结果表明，导电率大约保持在同一个数量级或稍稍降低。

实施例7

采取真空状态下熔融混合基体高分子48.5克ABS母粒(粒度为3mm)和1.5克实施例1本征态聚苯胺，加入0.5克聚乙二醇分散剂制成聚苯胺复合抗菌母粒，真空下压片制成抗菌测试片，复合材料的抗菌性能测试结果表明，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等抗菌率达99％。

实施例8

采取真空状态下熔融混合基体高分子48.5克ABS母粒(粒度为3mm)和1.5克实施例1对甲基苯磺酸掺杂聚苯胺，加入聚乙二醇分散剂制成聚苯胺复合抗菌母粒，真空下压片制成抗菌测试片，复合材料的抗菌性能测试结果表明，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等抗菌率达99％。该掺杂态聚苯胺复合塑料还具有较好的抗静电效果，复合材料表面电阻为10³欧姆。

实施例9

利用溶剂丙酮等使基体高分子48.5克ABS母粒(粒度为3mm)溶解软化，加入1.5克实施例1本征态聚苯胺粉末搅拌均匀，使聚苯胺分散其中，在ABS塑料片上涂敷，形成黑色的聚苯胺ABS复合涂层，然后制成抗菌测试片，复合材料的抗菌性能测试结果表明，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等抗菌率达99％。

实施例10

利用溶剂NMP等使实施例1本征态聚苯胺溶解或分散其中，加入三乙胺等抗凝剂和配制好的ABS的丙酮浊液，ABS的丙酮浊液中，ABS占25wt％，搅拌均匀，形成含ABS粘合剂的聚苯胺分散液，在经过喷沙处理的ABS塑料片上涂敷，形成聚苯胺ABS复合膜，其中：本征态聚苯胺占5wt％，三乙胺占0.2wt％，ABS占94.8wt％；然后制成抗菌测试片，复合材料的抗菌性能测试结果表明，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等抗菌率达99％。

实施例11

实例1中制备的对甲基苯磺酸掺杂聚苯胺，加入丁内酯分散剂，再加入ABS的丙酮浊液，ABS的丙酮浊液中，ABS占25wt％，搅拌均匀，形成含ABS粘合剂的聚苯胺分散液，在经过喷沙处理的ABS塑料片上涂敷，形成聚苯胺ABS复合膜，其中：掺杂态聚苯胺占10wt％，丁内酯分散剂占5wt％，ABS占85wt％；然后制成抗菌测试片，复合材料的抗菌性能测试结果表明，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等抗菌率达99％。该掺杂态聚苯胺复合塑料还具有较好的抗静电效果，复合材料表面电阻为10³欧姆。

实施例12

实施例1还原态聚苯胺在溶剂NMP中形成分散液，加入抗凝剂三乙胺和配制好的ABS的丙酮浊液，ABS的丙酮浊液中，ABS占25wt％，搅拌均匀，形成含少量ABS粘合剂的聚苯胺液，加入活性炭等多孔材料浸泡，在其表面涂敷，形成吸附还原态聚苯胺的活性炭复合材料，其中：聚苯胺占3wt％，三乙胺占0.2wt％，ABS占96.8wt％。该活性材料可还原溶液中溶解存在的金属离子，金属离子被还原成金属析出，可用于空气清新、氧化还原化学反应和废水处理等领域。

Claims (13)

1.一种聚苯胺复合抗菌塑料，其特征在于：该抗菌塑料包括聚苯胺主体材料、高分子基体材料，聚苯胺抗菌主体材料的重量百分比为0.1％～99.9％，高分子基体材料的重量百分比为0.1％～99.9％。

2.按照权利要求1所述的聚苯胺复合抗菌塑料，其特征在于：聚苯胺抗菌主体材料的重量百分比优选为0.1％～10％，高分子基体材料的重量百分比优选为90％～99.9％。

3.按照权利要求1所述的聚苯胺复合抗菌塑料，其特征在于：聚苯胺抗菌主体材料包括掺杂态聚苯胺、本征态聚苯胺或还原态聚苯胺。

4.按照权利要求3所述的聚苯胺复合抗菌塑料，其特征在于：在掺杂态聚苯胺、本征态聚苯胺或还原态聚苯胺复合材料制备中，通过原位合成或后掺入过程，复合重量百分比占0.1～99.9％的银、铜、锌等金属、各种价态的离子及化合物、二氧化硅、二氧化钛、碳材料、酚类化合物、染料或热固性树脂之一种或几种以上复合，作为聚苯胺抗菌主体材料。

5.按照权利要求1所述的聚苯胺复合抗菌塑料，其特征在于：高分子基体材料选自ABS树脂、聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS、聚酯PET、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚苯醚PPO、聚甲醛POM、聚酰胺PA、聚碳酸酯PC、聚对苯二甲酸酯PET、尼龙PA等聚合物中的一种或几种以上的组合物。

6.一种权利要求1-2之一所述的聚苯胺复合抗菌塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)苯胺或取代苯胺，在盐酸、对甲基苯磺酸、萘磺酸、十二烷基苯磺酸之一种或几种混合的酸性环境下，通过加入过硫酸铵、过氧化氢或重铬酸钾氧化剂进行聚合，获得掺杂态聚苯胺；

(2)将步骤(1)制备的掺杂态聚苯胺，通过加入氨水、氢氧化钠或碳酸钠进行脱掺杂反应，过滤、水洗除去残留的无机盐，再用丙酮洗涤干净，除去残留的低分子物和副产物，烘干得本征态聚苯胺；

(3)掺杂态聚苯胺与高分子基体材料混合，后在惰性气体保护或真空状态下，用混料机先进行熔融机械混料，然后制成掺杂态聚苯胺复合塑料母粒；

当熔融混料温度较低，在室温到160℃间进行时，掺杂态聚苯胺与高分子基体材料混合后，在空气中，用混料机先进行熔融机械混料，然后制成掺杂态聚苯胺复合塑料母粒；

本征态聚苯胺复合塑料母粒参照上述掺杂态复合塑料母粒方法进行制备。

7.按照权利要求6所述的聚苯胺复合抗菌塑料的制备方法，其特征在于，苯胺或取代苯胺，其化学结构以通式(1)为代表：

其中，R分别是-H、-CH₃、-C₂H₅、-F、-Cl、-Br、-I、-NO₂、-OCH₃、-SO₃H或烷基取代磺酸基的苯胺单体。

8.按照权利要求6所述的聚苯胺复合抗菌塑料的制备方法，其特征在于，利用各种不同氧化程度的还原态、本征态或氧化态聚苯胺，制备的复合聚苯胺母粒。

9.一种权利要求1所述的聚苯胺复合抗菌塑料的应用，其特征在于，该聚苯胺复合抗菌塑料进行注塑、吹塑、模压或发泡塑料成型工艺制得模块、薄膜、纤维或发泡聚苯胺复合抗菌环境净化材料；该聚苯胺复合抗菌塑料通过喷塑、浇铸、涂膜或电化学沉积工艺在各种塑料、金属或碳材料表面制成抗菌防污防腐涂层。

10.一种权利要求1所述的聚苯胺复合抗菌塑料的应用，其特征在于，该聚苯胺复合抗菌塑料用于对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌或白色念珠菌的抗菌；或者，该聚苯胺复合抗菌塑料做为环境净化材料来实现甲醛、硫化氢或污染物气体的去除，来保持空气的清新。

11.一种权利要求1所述的聚苯胺复合抗菌塑料的应用，其特征在于，该聚苯胺复合抗菌塑料导电高分子复合材料，应用于防腐防污、防静电材料、导电材料或吸波材料各个领域。

12.一种权利要求1所述的聚苯胺复合抗菌塑料的应用，其特征在于，该聚苯胺复合抗菌塑料利用聚苯胺的氧化还原特性来进行各种化学反应。

13.按照权利要求1所述的聚苯胺复合抗菌塑料的制备方法，其特征在于：该聚苯胺复合抗菌塑料直接通过溶剂溶解或分散，在塑料表层通过涂布方法形成涂层或薄膜，用于板状、薄膜状、粉末状、泡沫状各种塑料表面，做为聚苯胺抗菌环境净化材料应用。

Images