CN113025016A - 一种医疗卫生用可降解抗菌材料及其制备方法 - Google Patents

一种医疗卫生用可降解抗菌材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高分子材料制备技术领域，具体公开了一种医疗卫生用可降解抗菌材料及其制备方法。所述的医疗卫生用可降解抗菌材料，其包含如下重量份的原料组分：聚乳酸50～80份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯30～50份；淀粉30～50份；抗菌剂0.5～2份；抗菌精油1～3份；润滑剂1～3份；分散剂1～10份。本发明提供了一种全新组成的医疗卫生用可降解抗菌材料，该材料通过添加了抗菌剂三氯生和抗菌精油，使得该材料在医疗使用时可以起到抗菌作用，丢弃时可自动降解。

Description

一种医疗卫生用可降解抗菌材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料制备技术领域，具体涉及一种医疗卫生用可降解抗菌材料及其制备方法。
背景技术
医用卫生材料是指医疗卫生机构在医疗、预防、保健等其他相关活动中使用的消耗型辅助用品以及各种医用品的包装材料。医用卫生材料丢弃后是否可以降解是目前医用卫生材料研究的方向之一。
聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)以及淀粉是常用的可降解原料；目前，也有许多材料采用这三种原料进行熔融共混制备可降解材料的报道。但目前，以聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)以及淀粉为原料制备得到的可降解材料并不具备抗菌作用，难以满足需要具备抗菌作用的医用卫生材料的要求。
发明内容
为了克服现有技术以聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)以及淀粉为原料制备得到的可降解材料并不具备抗菌作用的技术不足，本发明提供一种医疗卫生用可降解抗菌材料；该材料在医疗使用时可以起到抗菌作用，丢弃时可自动降解。
本发明提供一种医疗卫生用可降解抗菌材料，其包含如下重量份的原料组分：
聚乳酸50～80份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯30～50份；淀粉30～50份；抗菌剂0.5～2份；抗菌精油1～3份；润滑剂1～3份；分散剂1～10份。
优选地，所述的医疗卫生用可降解抗菌材料，其包含如下重量份的原料组分：
聚乳酸60～70份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯30～40份；淀粉30～40份；抗菌剂0.5～1份；抗菌精油1～2份；润滑剂1～2份；分散剂3～5份。
最优先地，所述的医疗卫生用可降解抗菌材料，其包含如下重量份的原料组分：
聚乳酸60份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯40份；淀粉30份；抗菌剂1份；抗菌精油2份；润滑剂2份；分散剂5份。
优选地，所述的淀粉选自玉米淀粉、木薯淀粉或土豆淀粉。
优选地，所述的抗菌剂选自三氯生。
优选地，所述的抗菌精油选自芥末精油、大蒜精油以及百里香精油中的一种或一种以上的混合。
优选地，所述的润滑剂选自硬脂酸钙。
优选地，所述的分散剂通过如下方法制备得到：取250～300重量份的油酸，然后加入120～150重量份的季戊四胺与130～160重量份的三亚乙基四胺，同时加入15～25重量份的催化剂，在120～150℃下反应8～12h即得所述的分散剂。
最优选地，所述的分散剂通过如下方法制备得到：取280重量份的油酸，然后加入130重量份的季戊四胺与145重量份的三亚乙基四胺，同时加入20重量份的催化剂，在140℃下反应10h即得所述的分散剂。
优选地，所述的催化剂为N,N-二环己基碳二亚胺。
将抗菌剂三氯生和抗菌精油加入到以聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)以及淀粉为原料制备得到的可降解材料中，虽然能够使得可降解材料具有一定的抗菌效果，但是其抗菌效果不理想；如何使得抗菌剂三氯生和抗菌精油在以聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)以及淀粉为原料制备得到的可降解材料中可以发挥最佳的抗菌作用；这是发明人需要克服的一大技术难题。发明人经大量的试验研究表明，分散剂对于抗菌剂三氯生和抗菌精油是否能够在以聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)以及淀粉为原料制备得到的可降解材料中发挥出抗菌作用或优异的抗菌作用起着重要的作用；然而常规的分散剂并不能使得抗菌剂三氯生和抗菌精油在上述可降解材料中发挥出优异的抗菌材料；基于此，本发明发明人提供了一种全新方法合成得到的分散剂；研究表明，采用该全新方法合成得到的分散剂，其与常规分散剂相比，可以使得抗菌剂三氯生和抗菌精油在以聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)以及淀粉为原料制备得到的可降解材料中发挥出更加优异的抗菌作用。通过采用该全新方法合成得到的分散剂后，与采用常规的分散剂相比，可以大幅提高可降解材料的抗菌性能。
上述医疗卫生用可降解抗菌材料的制备方法，其包含如下步骤：
先将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、淀粉、抗菌剂、抗菌精油、润滑剂以及分散剂混合均匀，然后放入双螺杆挤出机中进行熔融共混以及挤出造粒即得所述的医疗卫生用可降解抗菌材料。
有益效果：本发明提供了一种全新组成的医疗卫生用可降解抗菌材料，该材料通过添加了抗菌剂三氯生和抗菌精油可以使得可降解材料具有抗菌作用；进一步地，在所述的可降解抗菌材料加入了全新方法合成的分散剂；采用该全新方法合成得到的分散剂，其与常规分散剂相比，可以使得抗菌剂三氯生和抗菌精油在以聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)以及淀粉为原料制备得到的可降解材料中发挥出更加优异的抗菌作用。本发明所述的降解抗菌材料通过采用该全新方法合成得到的分散剂后，与采用常规的分散剂相比，可以大幅提高可降解材料的抗菌性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。
以下实施例中的聚乳酸(PLA)购自美国NatureWorks公司的牌号为3052d的聚乳酸；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)购自德国巴斯夫公司的牌号为C1200的PBAT；其余原料如无特殊说明，均未本领域技术人员可以购买得到的常规原料。
实施例1医疗卫生用可降解抗菌材料的制备
原料重量份组成：聚乳酸60份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯40份；木薯淀粉30份；抗菌剂三氯生1份；百里香精油2份；润滑剂硬脂酸钙2份；分散剂5份；
所述的分散剂通过如下方法制备得到：取280重量份的油酸放入反应釜中，然后加入130重量份的季戊四胺与145重量份的三亚乙基四胺，同时加入20重量份的催化剂N,N-二环己基碳二亚胺，在140℃下反应10h即得所述的分散剂。
制备方法：先将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、淀粉、抗菌剂、抗菌精油、润滑剂以及分散剂放入高速搅拌机中混合均匀，然后放入双螺杆挤出机中先进行熔融共混，再经挤出造粒后即得所述的医疗卫生用可降解抗菌材料。
实施例2医疗卫生用可降解抗菌材料的制备
原料重量份组成：聚乳酸50份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯50份；玉米淀粉30份；抗菌剂三氯生0.5份；芥末精油3份；润滑剂硬脂酸钙3份；分散剂3份；
所述的分散剂通过如下方法制备得到：取300重量份的油酸放入反应釜中，然后加入120重量份的季戊四胺与130重量份的三亚乙基四胺，同时加入20重量份的催化剂N,N-二环己基碳二亚胺，在150℃下反应8h即得所述的分散剂。
制备方法：先将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、淀粉、抗菌剂、抗菌精油、润滑剂以及分散剂放入高速搅拌机中混合均匀，然后放入双螺杆挤出机中先进行熔融共混，再经挤出造粒后即得所述的医疗卫生用可降解抗菌材料。
实施例3医疗卫生用可降解抗菌材料的制备
原料重量份组成：聚乳酸80份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯30份；土豆淀粉50份；抗菌剂三氯生2份；大蒜精油1份；润滑剂硬脂酸钙2份；分散剂5份；
所述的分散剂通过如下方法制备得到：取250重量份的油酸放入反应釜中，然后加入150重量份的季戊四胺与160重量份的三亚乙基四胺，同时加入20重量份的催化剂N,N-二环己基碳二亚胺，在120℃下反应12h即得所述的分散剂。
制备方法：先将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、淀粉、抗菌剂、抗菌精油、润滑剂以及分散剂放入高速搅拌机中混合均匀，然后放入双螺杆挤出机中先进行熔融共混，再经挤出造粒后即得所述的医疗卫生用可降解抗菌材料。
对比例1医疗卫生用可降解抗菌材料的制备
原料重量份组成：聚乳酸60份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯40份；木薯淀粉30份；抗菌剂三氯生1份；百里香精油2份；润滑剂硬脂酸钙2份；
制备方法：先将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、淀粉、抗菌剂、抗菌精油以及润滑剂放入高速搅拌机中混合均匀，然后放入双螺杆挤出机中先进行熔融共混，再经挤出造粒后即得所述的医疗卫生用可降解抗菌材料。
对比例1与实施例1的区别在于不加入分散剂。
对比例2医疗卫生用可降解抗菌材料的制备
原料重量份组成：聚乳酸60份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯40份；木薯淀粉30份；抗菌剂三氯生1份；百里香精油2份；润滑剂硬脂酸钙2份；分散剂5份；
所述的分散剂选自乙撑基双硬脂酰胺。
制备方法：先将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、淀粉、抗菌剂、抗菌精油、润滑剂以及分散剂放入高速搅拌机中混合均匀，然后放入双螺杆挤出机中先进行熔融共混，再经挤出造粒后即得所述的医疗卫生用可降解抗菌材料。
对比例2与实施例1的区别在于，对比例2选用常规的乙撑基双硬脂酰胺作为分散剂，而实施例1则是采用全新制备方法制备得到的分散剂。
对比例3医疗卫生用可降解抗菌材料的制备
原料重量份组成：聚乳酸60份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯40份；木薯淀粉30份；抗菌剂三氯生1份；百里香精油2份；润滑剂硬脂酸钙2份；分散剂5份；
所述的分散剂选自硬脂酸单甘油酯。
制备方法：先将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、淀粉、抗菌剂、抗菌精油、润滑剂以及分散剂放入高速搅拌机中混合均匀，然后放入双螺杆挤出机中先进行熔融共混，再经挤出造粒后即得所述的医疗卫生用可降解抗菌材料。
对比例3与实施例1的区别在于，对比例3选用常规的硬脂酸单甘油酯作为分散剂，而实施例1则是采用全新制备方法制备得到的分散剂。
对比例4医疗卫生用可降解抗菌材料的制备
原料重量份组成：聚乳酸60份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯40份；木薯淀粉30份；抗菌剂三氯生1份；百里香精油2份；润滑剂硬脂酸钙2份；分散剂5份；
所述的分散剂通过如下方法制备得到：取280重量份的油酸放入反应釜中，然后加入275重量份的季戊四胺，同时加入20重量份的催化剂N,N-二环己基碳二亚胺，在140℃下反应10h即得所述的分散剂。
制备方法：先将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、淀粉、抗菌剂、抗菌精油、润滑剂以及分散剂放入高速搅拌机中混合均匀，然后放入双螺杆挤出机中先进行熔融共混，再经挤出造粒后即得所述的医疗卫生用可降解抗菌材料。
对比例4与实施例1的区别在于，分散剂的制备方法不同；实施例1是以油酸与季戊四胺和三亚乙基四胺为原料制备分散剂；而对比例4则只以油酸与季戊四胺为原料制备分散剂。
对比例5医疗卫生用可降解抗菌材料的制备
原料重量份组成：聚乳酸60份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯40份；木薯淀粉30份；抗菌剂三氯生1份；百里香精油2份；润滑剂硬脂酸钙2份；分散剂5份；
所述的分散剂通过如下方法制备得到：取280重量份的油酸放入反应釜中，然后加入275重量份的三亚乙基四胺，同时加入20重量份的催化剂N,N-二环己基碳二亚胺，在140℃下反应10h即得所述的分散剂。
制备方法：先将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、淀粉、抗菌剂、抗菌精油、润滑剂以及分散剂放入高速搅拌机中混合均匀，然后放入双螺杆挤出机中先进行熔融共混，再经挤出造粒后即得所述的医疗卫生用可降解抗菌材料。
对比例5与实施例1的区别在于，分散剂的制备方法不同；实施例1是以油酸与季戊四胺和三亚乙基四胺为原料制备分散剂；而对比例5则只以油酸与三亚乙基四胺为原料制备分散剂。
实验例
将实施例1～3以及对比例1～5制备得到的医疗卫生用可降解抗菌材料通过塑料吹膜机制成薄膜；检测所述的医疗卫生用可降解抗菌材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠球菌抗菌效果。
其抗菌效果测试方法如下：将实施例1～3以及对比例1～5制备得到的医疗卫生用可降解抗菌材料制备得到的薄膜铺在培养皿中，然后在薄膜上涂覆含相同活菌落数的培养基，接着将培养皿放入培养箱中储藏，24小时后计算细菌的菌落数，并计算抑菌率；抑菌率越高说明医疗卫生用可降解抗菌材料的抗菌效果越好。
抑菌率＝((原始菌落数-24h后的菌落数)/原始菌落数)x 100％
表1.医疗卫生用可降解抗菌材料抗菌实验结果
Figure BDA0002995335500000071
从表1数据中可以看出，实施例1～3医疗卫生用可降解抗菌材料的抑菌率可以达到99％以上，且远远高于对比例1不加入分散剂的医疗卫生用可降解抗菌材料抑菌率；这说明分散剂对于抗菌剂三氯生和抗菌精油是否能够在以聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)以及淀粉为原料制备得到的可降解材料中发挥出抗菌作用或优异的抗菌作用起着重要的作用；加入分散剂后才能使得制备得到的医疗卫生用可降解抗菌材料具有优异的抗菌效果。
从表1数据中还可以看出，实施例1医疗卫生用可降解抗菌材料的抑菌率远远高于对比例2和3的医疗卫生用可降解抗菌材料；这说明常规的分散剂并不能使得抗菌剂三氯生和抗菌精油在上述可降解材料中发挥出优异的抗菌材料；采用本发明全新方法制备得到的分散剂，其与常规分散剂相比，可以使得抗菌剂三氯生和抗菌精油在以聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)以及淀粉为原料制备得到的可降解材料中发挥出更加优异的抗菌作用。加入由本发明全新方法制备得到的分散剂后制备得到的医疗卫生用可降解抗菌材料具有优异的抗菌效果。
从表1数据中还可以看出，实施例1医疗卫生用可降解抗菌材料的抑菌率远远高于对比例4和5的医疗卫生用可降解抗菌材料；这说明制备分散剂的原料选择十分关键，必须以油酸与季戊四胺和三亚乙基四胺为原料制备的到的分散剂才能使得抗菌剂三氯生和抗菌精油在以聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)以及淀粉为原料制备得到的可降解材料中发挥出更加优异的抗菌作用；而油酸与季戊四胺和三亚乙基四胺中的一种或其它胺类成分为原料制备的到的分散剂，其并不能有效提升医疗卫生用可降解抗菌材料的抗菌效果。

Claims (10)

1.一种医疗卫生用可降解抗菌材料，其特征在于，包含如下重量份的原料组分：
聚乳酸 50～80份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯 30～50份；淀粉 30～50份；抗菌剂0.5～2份；抗菌精油 1～3份；润滑剂 1～3份；分散剂 1～10份。
2.根据权利要求1所述的医疗卫生用可降解抗菌材料，其特征在于，包含如下重量份的原料组分：
聚乳酸 60～70份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯 30～40份；淀粉 30～40份；抗菌剂0.5～1份；抗菌精油 1～2份；润滑剂 1～2份；分散剂 3～5份。
3.根据权利要求1所述的医疗卫生用可降解抗菌材料，其特征在于，包含如下重量份的原料组分：
聚乳酸 60份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯 40份；淀粉 30份；抗菌剂 1份；抗菌精油2份；润滑剂 2份；分散剂 5份。
4.根据权利要求1所述的医疗卫生用可降解抗菌材料，其特征在于，所述的淀粉选自玉米淀粉、木薯淀粉或土豆淀粉。
5.根据权利要求1所述的医疗卫生用可降解抗菌材料，其特征在于，所述的抗菌剂选自三氯生。
6.根据权利要求1所述的医疗卫生用可降解防霉抗菌材料，其特征在于，所述的抗菌精油选自芥末精油、大蒜精油以及百里香精油中的一种或一种以上的混合。
7.根据权利要求1所述的医疗卫生用可降解抗菌材料，其特征在于，所述的润滑剂选自硬脂酸钙。
8.根据权利要求1所述的医疗卫生用可降解抗菌材料，其特征在于，所述的分散剂通过如下方法制备得到：取250～300重量份的油酸，然后加入120～150重量份的季戊四胺与130～160重量份的三亚乙基四胺，同时加入15～25重量份的催化剂，在120～150℃下反应8～12h即得所述的分散剂；
最优选地，所述的分散剂通过如下方法制备得到：取280重量份的油酸，然后加入130重量份的季戊四胺与145重量份的三亚乙基四胺，同时加入20重量份的催化剂，在140℃下反应10h即得所述的分散剂。
9.根据权利要求1所述的医疗卫生用可降解抗菌材料，其特征在于，所述的催化剂为N,N-二环己基碳二亚胺。
10.权利要求1～9任一项所述的医疗卫生用可降解抗菌材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
先将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、淀粉、抗菌剂、抗菌精油、润滑剂以及分散剂混合均匀，然后放入双螺杆挤出机中进行熔融共混以及挤出造粒即得所述的医疗卫生用可降解抗菌材料。
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