CN113388243A - 一种抗菌性聚碳酸酯及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗菌性聚碳酸酯及其制备方法与应用。所述一种抗菌性聚碳酸酯，按质量份数计，其原料包括90～99份聚碳酸酯和1～10份有机抗菌剂；所述有机抗菌剂由全氟烷基乙基卤化物和三苯基膦制备而成。本发明所述抗菌性聚碳酸酯中有机抗菌剂的热分解温度高于聚碳酸酯的加工温度，因此可以避免在加工过程中由于热分解而导致抗菌性失效的问题，也可以减少无机抗菌剂的使用。
Description
技术领域
本发明属于工程塑料技术领域，具体涉及一种抗菌性聚碳酸酯及其制备方法与应用。
背景技术
聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物。PC大分子链中有柔性碳酸酯键与刚性亚芳烷基的交替结合，使得其具有质量轻、抗冲击、透明性好、介电性能好、耐热、耐寒等优点。目前被广泛应用于建筑、食品包装、电子电器、光学透明、医疗器械、汽车制造及航空航天等领域。
塑料制品在使用过程中其表面会沾染细菌，如金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等。若细菌在制品表面增长到一定的数量，会对接触人群的健康造成不利的影响，因此有必要对塑料进行抗菌改性。由于PC的加工温度为240～260℃，一般的有机抗菌剂在此温度下已发生分解，从而失去了其抗菌性能。因此，PC的抗菌剂一般为无机物抗菌剂，如Ag系和Zn系抗菌剂。这些抗菌剂通过释放Ag离子和Zn离子来实现抗菌的作用。但是重金属阳离子的释放不仅存在污染环境的风险，而且有研究表明，Ag离子对人体的DNA有损害作用。
发明内容
针对抗菌性聚碳酸酯(PC)使用无机抗菌剂时存在的潜在危害，以及普通有机抗菌剂由于其耐热性问题无法应用在抗菌PC中的问题，本发明的首要目的在于提供一种抗菌性聚碳酸酯的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述方法制得的一种抗菌性聚碳酸酯。
本发明的再一目的在于提供上述一种抗菌性聚碳酸酯的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种抗菌性聚碳酸酯，按质量份数计，其原料包括90～99份聚碳酸酯和1～10份有机抗菌剂；
所述有机抗菌剂的结构如下所示：
其中n＝1～12，X为卤原子。
优选地，所述X为I、Cl或Br；更优选为I。
优选地，所述n＝5～7。
优选地，所述有机抗菌剂由以下方法制备得到：
将全氟烷基乙基卤化物和三苯基膦按照摩尔比1：1～1.5：1溶于有机溶剂中，于60～100℃下反应24～72h，结束反应，纯化，得到有机抗菌剂。
更优选地，所述全氟烷基乙基卤化物为全氟烷基乙基碘，所述全氟烷基乙基碘为全氟乙基乙基碘、全氟丙基乙基碘、全氟丁基乙基碘、全氟戊基乙基碘、全氟己基乙基碘、全氟庚基乙基碘、全氟辛基乙基碘、全氟壬基乙基碘、全氟癸基乙基碘、全氟十一烷基乙基碘、全氟十二烷基乙基碘和全氟十三烷基乙基碘中的至少一种；更进一步优选为全氟己基乙基碘和全氟辛基乙基碘中的至少一种。
更优选地，所述有机溶剂为乙腈、丙酮和四氢呋喃中的至少一种。
更优选地，所述三苯基膦在有机溶剂中的浓度为0.5～1g/mL。
更优选地，所述纯化的方法为：将产物混合液进行旋蒸除去溶剂，所得反应粗产物用乙醚洗涤2～5次后，减压过滤，最后在30～60℃下真空干燥得到纯化固体产物。
更优选地，所述抗菌性聚碳酸酯，按质量份数计，其原料包括90～98份聚碳酸酯和2～10份有机抗菌剂。
更进一步优选地，所述抗菌性聚碳酸酯，按质量份数计，其原料包括95～98份聚碳酸酯和2～5份有机抗菌剂，或包括90～95份聚碳酸酯和5～10份有机抗菌剂。
本发明提供上述一种抗菌性聚碳酸酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)按比例称取聚碳酸酯和有机抗菌剂，加至高速混机中进行共混，得到预混合物；
(2)将预混合物加入到螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出的熔体条进行冷却、牵引、造粒，得到抗菌性聚碳酸酯。
优选地，步骤(1)所述共混的时间为3～5分钟；步骤(2)所述螺杆挤出机挤出温度为240～260℃。
上述一种抗菌性聚碳酸酯在电子消费品、医疗设备、包装材料和厨卫家电领域中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
本发明所制备的抗菌性聚碳酸酯，所使用的有机抗菌剂的热分解温度高于聚碳酸酯的加工温度，因此可以避免在加工过程中由于热分解而导致抗菌性失效的问题，也可以减少无机抗菌剂的使用。本发明抗菌剂的加入不会损害PC的力学性能，并且弯曲强度有所增加。
附图说明
图1为本发明PF5和PF7的热失重(a)及失重速率(b)图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用未注明生产厂商者的原料、试剂等，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
抗菌剂PF5的制备
实施例1
将全氟己基乙基碘和三苯基膦按照摩尔比1:1溶于乙腈后(三苯基膦/乙腈＝1g/mL)加入到装有磁子的烧瓶中，控制反应温度在70℃，搅拌反应48h后旋蒸除去溶剂，反应粗产物用乙醚洗涤三次后，减压过滤，而后在30℃下真空干燥。得到白色粉末状固体产物PF5。
实施例2
将全氟己基乙基碘和三苯基膦按照摩尔比1.5:1溶于乙腈(三苯基膦/乙腈＝0.5g/mL)后加入到装有磁子的烧瓶中，控制反应温度在90℃，搅拌反应24h后旋蒸除去溶剂，反应粗产物用乙醚洗涤三次后，减压过滤，而后在50℃下真空干燥。得到白色粉末状固体产物PF5。
抗菌剂PF7的制备
实施例3
将全氟辛基乙基碘和三苯基膦按照摩尔比1.2:1溶于乙腈(三苯基膦/乙腈＝0.8g/mL)后加入到装有磁子的烧瓶中，控制反应温度在75℃，搅拌反应48h后旋蒸除去溶剂，反应粗产物用乙醚洗涤三次后，减压过滤，而后在35℃下真空干燥。得到白色粉末状固体产物PF7。
实施例4
将全氟辛基乙基碘和三苯基膦按照摩尔比1:1溶于乙腈(三苯基膦/乙腈＝0.6g/mL)后加入到装有磁子的烧瓶中，控制反应温度在60℃，搅拌反应72h后旋蒸除去溶剂，反应粗产物用乙醚洗涤三次后，减压过滤，而后在35℃下真空干燥。得到白色粉末状固体产物PF7。
将合成的PF5和PF7进行热稳定性测试，其结果如图1及表1所示。
表1 PF5和PF7的热失重特征数据
从图1和表1的数据可知，所合成的有机抗菌剂PF5和PF7具有较高的热稳定性，5％失重温度分别高达300℃和286℃，均已超过聚碳酸酯的加工温度，因此在抗菌聚碳酸酯制备过程中，不会发生热分解反应。
抗菌性PC的制备
实施例5
(1)将质量份为5份的PF5和质量份为95份的PC在高速混机中混合3分钟；
(2)将预混合物加入到双螺杆挤出机在240℃进行挤出造粒，挤出的熔体条进行冷却、牵引、造粒，得到抗菌性聚碳酸酯。
实施例6
(1)将质量份为4份的PF5和质量份为95份的PC在高速混机中混合3分钟；
(2)将预混合物加入到双螺杆挤出机在240℃进行挤出造粒，挤出的熔体条进行冷却、牵引、造粒，得到抗菌性聚碳酸酯。
实施例7
(1)将质量份为3份的PF5和质量份为95份的PC在高速混机中混合3分钟；
(2)将预混合物加入到双螺杆挤出机在240℃进行挤出造粒，挤出的熔体条进行冷却、牵引、造粒，得到抗菌性聚碳酸酯。
对照例1
将100份PC加入到双螺杆挤出机在240℃进行挤出造粒，挤出的熔体条进行冷却、牵引、造粒，得到对照例聚碳酸酯。
研究实施例5～7的抗菌性及力学性能其结果如表2所示：
表2对照例1和实施例5～7的力学性能以及实施例5～7对金黄葡萄球菌(ATCC25923)和大肠杆菌(ATCC25922)的抗菌性
由表2可知，抗菌型PC的抗菌性与抗菌剂的含量密切相关，当抗菌剂含量超过4％时，抗菌型PC的对金黄葡萄球菌的抗菌率可达90％以上，而抗菌型PC对大肠杆菌均有大于99％的抗菌率。抗菌剂的加入不会损害PC的力学性能，并且弯曲强度有所增加。
实施例8
(1)将质量份为5份的PF5和质量份为95份的PC在高速混机中混合3分钟；
(2)将预混合物加入到双螺杆挤出机在250℃进行挤出造粒，挤出的熔体条进行冷却、牵引、造粒，得到抗菌性聚碳酸酯。
实施例9
(1)将质量份为5份的PF5和质量份为95份的PC在高速混机中混合3分钟；
(2)将预混合物加入到双螺杆挤出机在260℃进行挤出造粒，挤出的熔体条进行冷却、牵引、造粒，得到抗菌性聚碳酸酯。
研究实施例8和9的抗菌率并与实施例5的抗菌率进行比较，结果如表3所示。
表3实施例5、8和9对金黄葡萄球菌(ATCC25923)和大肠杆菌(ATCC25922)的抗菌性
从表3可知，当加工温度从240℃升高至260℃时，对抗菌性PC的抗菌率没有明显影响，说明抗菌剂具有优异的热稳定性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抗菌性聚碳酸酯，其特征在于，按质量份数计，其原料包括90～99份聚碳酸酯和1～10份有机抗菌剂；
所述有机抗菌剂的结构如下所示：
其中n＝1～12，X为卤原子。
2.根据权利要求1所述一种抗菌性聚碳酸酯，其特征在于，所述X为I、Cl或Br。
3.根据权利要求1所述一种抗菌性聚碳酸酯，其特征在于，所述n＝5～7。
4.根据权利要求1所述一种抗菌性聚碳酸酯，其特征在于，按质量份数计，其原料包括90～98份聚碳酸酯和2～10份有机抗菌剂。
5.根据权利要求4所述一种抗菌性聚碳酸酯，其特征在于，按质量份数计，其原料包括95～98份聚碳酸酯和2～5份有机抗菌剂，或包括90～95份聚碳酸酯和5～10份有机抗菌剂。
6.根据权利要求1所述一种抗菌性聚碳酸酯，其特征在于，所述有机抗菌剂由以下方法制备得到：
将全氟烷基乙基卤化物和三苯基膦按照摩尔比1：1～1.5：1溶于有机溶剂中，于60～100℃下反应24～72h，结束反应，纯化，得到有机抗菌剂。
7.根据权利要求6所述一种抗菌性聚碳酸酯，其特征在于，所述全氟烷基乙基卤化物为全氟烷基乙基碘，所述全氟烷基乙基碘为全氟乙基乙基碘、全氟丙基乙基碘、全氟丁基乙基碘、全氟戊基乙基碘、全氟己基乙基碘、全氟庚基乙基碘、全氟辛基乙基碘、全氟壬基乙基碘、全氟癸基乙基碘、全氟十一烷基乙基碘、全氟十二烷基乙基碘和全氟十三烷基乙基碘中的至少一种。
8.根据权利要求6所述一种抗菌性聚碳酸酯，其特征在于，所述三苯基膦在有机溶剂中的浓度为0.5～1g/mL，所述有机溶剂为乙腈、丙酮和四氢呋喃中的至少一种。
9.权利要求1～8任一项所述一种抗菌性聚碳酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按比例称取聚碳酸酯和有机抗菌剂，加至高速混机中进行共混，得到预混合物；
(2)将预混合物加入到螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出的熔体条进行冷却、牵引、造粒，得到抗菌性聚碳酸酯；
步骤(1)所述共混的时间为3～5分钟；步骤(2)所述螺杆挤出机挤出温度为240～260℃。
10.权利要求1～8任一项所述一种抗菌性聚碳酸酯在电子消费品、医疗设备、包装材料和厨卫家电领域中的应用。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1052108A (zh) * | 1989-11-24 | 1991-06-12 | 阿托化学公司 | 全氟烷基溴的合成 |
| US20060293534A1 (en) * | 2005-06-27 | 2006-12-28 | Howell Jon L | Process for fluoro derivative-substituted aryl pnictogens and their oxides |
| CN106008300A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-10-12 | 苏州大学 | 一种含硫长杂链全氟烷基烯酸酯及其制备方法 |
| CN107759442A (zh) * | 2016-08-18 | 2018-03-06 | 山东东岳高分子材料有限公司 | 一种中等链长全氟烷基碘调聚物的合成方法 |
| CN110256617A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-09-20 | 华南理工大学 | 含季鏻盐结构的聚（甲基）丙烯酸酯抗菌剂及其制备方法和在塑料中的应用 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1052108A (zh) * | 1989-11-24 | 1991-06-12 | 阿托化学公司 | 全氟烷基溴的合成 |
| US20060293534A1 (en) * | 2005-06-27 | 2006-12-28 | Howell Jon L | Process for fluoro derivative-substituted aryl pnictogens and their oxides |
| CN106008300A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-10-12 | 苏州大学 | 一种含硫长杂链全氟烷基烯酸酯及其制备方法 |
| CN107759442A (zh) * | 2016-08-18 | 2018-03-06 | 山东东岳高分子材料有限公司 | 一种中等链长全氟烷基碘调聚物的合成方法 |
| CN110256617A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-09-20 | 华南理工大学 | 含季鏻盐结构的聚（甲基）丙烯酸酯抗菌剂及其制备方法和在塑料中的应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| EMRAH ÇAKMAKÇI ET AL: "Isosorbide Diallyl Based Antibacterial Thiol−Ene Photocured Coatings Containing Polymerizable Fluorous Quaternary Phosphonium Salt", 《ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING》 * |
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