CN113801457A - 一种高效抗菌聚碳酸酯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效抗菌聚碳酸酯复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料抗菌领域。所述高效抗菌聚碳酸酯复合材料是以PC 80份、POE‑g‑MAH 5份、玻璃纤维5份、复合抗菌剂1‑10份、邻苯二甲酸二辛脂0.5份制成，其中所述复合抗菌剂为PHMG‑ECH@Fe3O4‑TA。本发明采用PHMG‑ECH@Fe3O4‑TA作为复合抗菌剂，结合了PHMG和Fe3O4两种抗菌材料以起到协同抗菌的效果，并通过改性使其与基体相容性好、易分散，并具有优异的力学性能，克服了普通聚碳酸酯抗菌性能差的问题，适用于较多领域，同时也为今后开发新型复合抗菌剂提供了新的思路与探索，在实际应用中具有巨大的社会经济效益。

Description

一种高效抗菌聚碳酸酯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及一种高效抗菌聚碳酸酯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯（PC）由于具有突出的抗冲击和耐蠕变性能，较高的拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率、刚性、耐热性、耐寒性能以及抗紫外线、耐老化性能好和容易加工成型等特点，在汽车部件、薄膜、家庭用品以及光学媒介等领域具有广泛的应用。但是PC的抗菌性能差，对于抗菌性要求较高的方面无法应用。因此，研究出具有高效抗菌聚碳酸酯复合材料对扩大其应用领域具有重要的价值。
塑料在加工和使用过程中容易滋生细菌，传统的灭菌方法容易改变材料原有化学结构，降低使用寿命，而且有可能再次滋生细菌，所以制备自身具有杀菌功能的塑料极其重要。塑料用抗菌剂主要可以分为天然、无机、有机、复合抗菌剂等四种类型。不同的抗菌剂对同种病原菌的抗菌作用机理和有效性的不同，同种抗菌剂对于不同的病原菌的抗菌作用机制和抑制范围也不同。复合抗菌剂可克服单一抗菌剂的抗菌性能缺点，结合其他抗菌剂抗菌性能方面的优点，发挥两者的协同效应，使之具有更强的抗菌功能并可延长材料的抗菌时间。
聚六亚甲基胍盐酸盐（PHMG）是一种新型高效的有机抗菌杀毒剂，具有极强的杀菌和抑菌性能。聚六亚甲基胍盐酸盐外观为白色粉末状固体，易溶于水，溶于水后为无色至淡黄色液体；其水溶液不燃、不爆、无味，对大多数金属材料几乎无腐蚀作用，使用安全，分解温度超过400℃，因此，能很好的应用于聚碳酸酯的注塑成型工艺。在自然环境中可降解，不会对环境造成二次污染。将其制成复合抗菌剂或化学改性后添加到高分子材料中，或直接化学键合到高分子材料分子链上都可以使材料获得良好且持久的抗菌性能，并且具有高效、对人身无毒害性等优点。以减少细菌、病毒等微生物对人身造成的危害，因此有较好的应用前景。
纳米Fe3O4具有许多独特的性能，例如磁性强、粒径小、与生物相容性好，具有一定的抗菌性能，因此在许多领域都有着广阔的应用前景。纳米Fe3O4中Fe2+能够进入细菌细胞，导致细胞裂解，使细胞生长受到严重影响，从而具有抗菌效果，也可以用作抗菌材料与其它抗菌材料复合，得到具有高效抗菌效果的复合材料。
PHMG和纳米Fe3O4都具有抗菌性，两者复合可得到抗菌性能优异的复合材料，但PHMG具有高水溶性，不容易固定在纳米Fe3O4上。本发明选用环氧氯丙烷（ECH）改性PHMG，一方面增加复合材料的抗菌性能，另一方面增加其在抗菌材料纳米Fe3O4上的留着率，防止纳米Fe3O4发生团聚、氧化；过程中添加EDC溶液来活化PHMG中的端氨基，提升与环氧基的反应效率，提高改性产物PHMG-ECH的含量，以使PHMG-ECH固定在纳米Fe3O4上。同时，采用单宁酸（TA）对包覆后的纳米Fe3O4进行改性，单宁酸中含有多个酚羟基和苯基结构，可通过配位键的形式与金属离子结合形成稳定的配合物，增强与基体树脂的界面相互作用，提高纳米Fe3O4在聚碳酸酯基体中的分散性和相容性，进而提升基体材料的抗菌性能，此改性方法绿色环保，又可以避免纳米Fe3O4的团聚现象和氧化，将所得改性材料作为抗菌剂应用于热塑性塑料，可制备出具有高效抗菌性能并能稳定存在的抗菌材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效抗菌聚碳酸酯复合材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高效抗菌聚碳酸酯复合材料，按重量份数计，其所用原料为：PC 80份、POE-g-MAH 5份、玻璃纤维5份、复合抗菌剂1-10份、邻苯二甲酸二辛脂0.5份；其中所述复合抗菌剂为PHMG-ECH@Fe3O4-TA。
所述复合抗菌剂的制备方法包括以下步骤：
1）PHMG-ECH的制备：在室温下，将一定质量的PHMG（聚六亚甲基胍盐酸盐）溶于去离子水中，在恒温水浴锅中磁力搅拌15min使其充分溶解，得PHMG溶液；向该溶液中缓慢滴加一定量的EDC（1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺）水溶液，滴加完成后继续搅拌15min，之后再加入一定量的ECH（环氧氯丙烷），室温搅拌15min后将水浴温度升至80℃，并保温搅拌6h，再通过真空蒸馏回收产物，并经60℃干燥24h，得PHMG-ECH；
2）PHMG-ECH@Fe3O4的制备：将步骤1）得到的PHMG-ECH溶于去离子水中，得PHMG-ECH溶液，备用；将纳米Fe3O4通过超声均匀分散于去离子水中，得Fe3O4分散液；之后将Fe3O4分散液与PHMG-ECH溶液混合均匀，升温到80℃，继续搅拌6h，所得产物依次用乙醇和去离子水洗涤，再经60℃干燥24h，得PHMG-ECH@Fe3O4；
3）PHMG-ECH@Fe3O4-TA的制备：将一定量的TA（单宁酸）加入到去离子水中，经超声处理得TA的水溶液，然后加入一定量的PHMG-ECH@Fe3O4，超声30min后，将混合溶液于80℃搅拌2h，再将所得产物洗涤至中性，抽滤及烘干，得PHMG-ECH@Fe3O4-TA。
其中，步骤1）中所用PHMG溶液、EDC水溶液与ECH的体积比为100:10:3；其中，所述PHMG溶液的浓度为0.1mol/L，所述EDC水溶液的浓度为0.1mol/L。
步骤2）中所用PHMG-ECH和纳米Fe3O4的质量比为1:1。
步骤3）中所用TA与PHMG-ECH@Fe3O4的质量比为1:1。
所述高效抗菌聚碳酸酯复合材料的制备方法包括以下步骤：
a）将复合抗菌剂加入到邻苯二甲酸二辛脂中，混合均匀后，将其与PC、POM-g-MAH、玻璃纤维于高速搅拌机中混合均匀，再于100℃烘箱中干燥6h；
b）将干燥后的物料加入双螺杆挤出机中，经挤出造粒得到抗菌母粒；
c）将所得抗菌母粒在真空干燥箱中干燥，再进行注塑成型，即得到高效抗菌聚碳酸酯复合材料。
其中，步骤a）中所述高速搅拌机的转速为300 r/min，温度为60℃。
步骤b）中所用挤出机的挤出温度为：第一段275℃、第二段270℃、第三段270℃、第四段260℃、第五段255℃；螺杆转速为10 r/min。
步骤c）中所述干燥的温度为100℃，时间为6 h；注塑成型时，从进料口到出料口的注塑温度分别为300℃、290℃、285℃、275℃、265℃，注塑压力为135 MPa，保压压力为40MPa。
本发明的有益效果在于：本发明采用PHMG-ECH@Fe3O4-TA为复合抗菌剂制备的高效抗菌聚碳酸酯复合材料，配方科学合理，工艺流程简单实用。其中针对纳米Fe3O4容易发生团聚、易氧化，及PHMG具有高水溶性、不容易固定在纳米Fe3O4上的问题，选用环氧氯丙烷改性PHMG，一方面增加复合材料的抗菌性能，另一方面增加其在抗菌材料纳米Fe3O4上的留着率，使其更好的保留了纳米材料的特性，并在改性过程中通过添加EDC溶液来活化PHMG中的端氨基，提升与环氧基的反应效率，从而使PHMG-ECH固定在纳米Fe3O4上；同时，本发明还采用单宁酸（TA）对包覆后的纳米Fe3O4进行改性，其可通过配位键与纳米Fe3O4颗粒表面的缺陷和金属离子结合形成配合物，且其高度活性的酚羟基可通过分子间作用力与聚合物中的大分子连接，增强与基体树脂的界面作用力，从而提高包覆后的纳米Fe3O4在聚碳酸酯基体中的分散性和相容性。
PHMG和纳米Fe3O4都具有抗菌性，两者复合后可得到性能优异的抗菌母料，通过改性又可以避免纳米Fe3O4的团聚现象和氧化，将所得抗菌母料作为抗菌剂应用于热塑性塑料，可制备出具有高效抗菌性能的抗菌材料，为制备高性能聚合物复合材料开辟了新的途径。
附图说明
图1为纳米Fe3O4的SEM图。
图2为纳米Fe3O4与本发明制备的PHMG-ECH@Fe3O4的红外光谱对比图。图中1620cm-1和1370cm-1的峰归属于PHMG上碳碳键和仲胺，1070 cm-1的峰归属于环氧基，因此可证明Fe3O4上存在PHMG和ECH。
图3为本发明制备的PHMG-ECH@Fe3O4-TA的SEM图。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
1. 复合抗菌剂PHMG-ECH@Fe3O4-TA的制备：
1）PHMG-ECH的制备：在容量为250ml的烧杯中，将2.117g的PHMG于室温下溶于100ml去离子水中，在恒温水浴锅中磁力搅拌15min使其充分溶解，得PHMG溶液；向该溶液中缓慢滴加10ml、0.1mol/L的EDC水溶液，滴加完成后继续搅拌15min，之后再加入3mL的ECH，室温搅拌15min后将水浴温度升至80℃，并保温搅拌6h，再通过真空蒸馏回收产物，并经60℃真空干燥箱中干燥24h，得PHMG-ECH；
2）PHMG-ECH@Fe3O4的制备：取1 g步骤1）得到的PHMG-ECH溶于100mL去离子水中，得PHMG-ECH溶液，备用；将1g纳米Fe3O4通过超声均匀分散于20mL去离子水中，得Fe3O4分散液；之后将PHMG-ECH溶液倒入250ml单口烧瓶中，并加入Fe3O4分散液，用聚四氟乙烯搅拌桨搅拌混合均匀，然后升温到80℃，继续搅拌6h，所得产物依次用乙醇和去离子水洗涤，再经60℃真空干燥箱中干燥24h，得PHMG-ECH@Fe3O4；
3）PHMG-ECH@Fe3O4-TA的制备：将0.5g的TA加入到100mL去离子水中，超声处理30min得TA的水溶液，然后加入0.5g的PHMG-ECH@Fe3O4，超声30min后，将混合溶液于80℃搅拌2h，再将所得产物洗涤至中性，抽滤及烘干，得PHMG-ECH@Fe3O4-TA。
2. 高效抗菌聚碳酸酯复合材料的制备：
1）将2重量份PHMG-ECH@Fe3O4-TA加入到0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂中，混合均匀后，将其与80重量份PC、5重量份POM-g-MAH、5重量份玻璃纤维于高速搅拌机中，以60℃、300r/min的转速混合均匀，再于100℃烘箱中干燥6h；
2）将干燥后的物料加入双螺杆挤出机中，经挤出造粒得到抗菌母粒；挤出温度为：第一段275℃、第二段270℃、第三段270℃、第四段260℃、第五段255℃；螺杆转速为10 r/min；
3）将所得抗菌母粒在100℃真空干燥箱中干燥6 h，再进行注塑成型，从进料口到出料口的注塑温度分别为300℃、290℃、285℃、275℃、265℃，注塑压力为135 MPa，保压压力为40 MPa，即得到高效抗菌聚碳酸酯复合材料。
实施例2
1. 复合抗菌剂PHMG-ECH@Fe3O4-TA的制备：
1）PHMG-ECH的制备：在容量为250ml的烧杯中，将2.117g的PHMG于室温下溶于100ml去离子水中，在恒温水浴锅中磁力搅拌15min使其充分溶解，得PHMG溶液；向该溶液中缓慢滴加10ml、0.1mol/L的EDC水溶液，滴加完成后继续搅拌15min，之后再加入3mL的ECH，室温搅拌15min后将水浴温度升至80℃，并保温搅拌6h，再通过真空蒸馏回收产物，并经60℃真空干燥箱中干燥24h，得PHMG-ECH；
2）PHMG-ECH@Fe3O4的制备：取1 g步骤1）得到的PHMG-ECH溶于100mL去离子水中，得PHMG-ECH溶液，备用；将1g纳米Fe3O4通过超声均匀分散于20mL去离子水中，得Fe3O4分散液；之后将PHMG-ECH溶液倒入250ml单口烧瓶中，并加入Fe3O4分散液，用聚四氟乙烯搅拌桨搅拌混合均匀，然后升温到80℃，继续搅拌6h，所得产物依次用乙醇和去离子水洗涤，再经60℃真空干燥箱中干燥24h，得PHMG-ECH@Fe3O4；
3）PHMG-ECH@Fe3O4-TA的制备：将0.5g的TA加入到100mL去离子水中，超声处理30min得TA的水溶液，然后加入0.5g的PHMG-ECH@Fe3O4，超声30min后，将混合溶液于80℃搅拌2h，再将所得产物洗涤至中性，抽滤及烘干，得PHMG-ECH@Fe3O4-TA。
2. 高效抗菌聚碳酸酯复合材料的制备：
1）将4重量份PHMG-ECH@Fe3O4-TA加入到0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂中，混合均匀后，将其与80重量份PC、5重量份POM-g-MAH、5重量份玻璃纤维于高速搅拌机中，以60℃、300r/min的转速混合均匀，再于100℃烘箱中干燥6h；
2）将干燥后的物料加入双螺杆挤出机中，经挤出造粒得到抗菌母粒；挤出温度为：第一段275℃、第二段270℃、第三段270℃、第四段260℃、第五段255℃；螺杆转速为10 r/min；
3）将所得抗菌母粒在100℃真空干燥箱中干燥6 h，再进行注塑成型，从进料口到出料口的注塑温度分别为300℃、290℃、285℃、275℃、265℃，注塑压力为135 MPa，保压压力为40 MPa，即得到高效抗菌聚碳酸酯复合材料。
实施例3
1. 复合抗菌剂PHMG-ECH@Fe3O4-TA的制备：
1）PHMG-ECH的制备：在容量为250ml的烧杯中，将2.117g的PHMG于室温下溶于100ml去离子水中，在恒温水浴锅中磁力搅拌15min使其充分溶解，得PHMG溶液；向该溶液中缓慢滴加10ml、0.1mol/L的EDC水溶液，滴加完成后继续搅拌15min，之后再加入3mL的ECH，室温搅拌15min后将水浴温度升至80℃，并保温搅拌6h，再通过真空蒸馏回收产物，并经60℃真空干燥箱中干燥24h，得PHMG-ECH；
2）PHMG-ECH@Fe3O4的制备：取1 g步骤1）得到的PHMG-ECH溶于100mL去离子水中，得PHMG-ECH溶液，备用；将1g纳米Fe3O4通过超声均匀分散于20mL去离子水中，得Fe3O4分散液；之后将PHMG-ECH溶液倒入250ml单口烧瓶中，并加入Fe3O4分散液，用聚四氟乙烯搅拌桨搅拌混合均匀，然后升温到80℃，继续搅拌6h，所得产物依次用乙醇和去离子水洗涤，再经60℃真空干燥箱中干燥24h，得PHMG-ECH@Fe3O4；
3）PHMG-ECH@Fe3O4-TA的制备：将0.5g的TA加入到100mL去离子水中，超声处理30min得TA的水溶液，然后加入0.5g的PHMG-ECH@Fe3O4，超声30min后，将混合溶液于80℃搅拌2h，再将所得产物洗涤至中性，抽滤及烘干，得PHMG-ECH@Fe3O4-TA。
2. 高效抗菌聚碳酸酯复合材料的制备：
1）将6重量份PHMG-ECH@Fe3O4-TA加入到0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂中，混合均匀后，将其与80重量份PC、5重量份POM-g-MAH、5重量份玻璃纤维于高速搅拌机中，以60℃、300r/min的转速混合均匀，再于100℃烘箱中干燥6h；
2）将干燥后的物料加入双螺杆挤出机中，经挤出造粒得到抗菌母粒；挤出温度为：第一段275℃、第二段270℃、第三段270℃、第四段260℃、第五段255℃；螺杆转速为10 r/min；
3）将所得抗菌母粒在100℃真空干燥箱中干燥6 h，再进行注塑成型，从进料口到出料口的注塑温度分别为300℃、290℃、285℃、275℃、265℃，注塑压力为135 MPa，保压压力为40 MPa，即得到高效抗菌聚碳酸酯复合材料。
实施例4
1. 复合抗菌剂PHMG-ECH@Fe3O4-TA的制备：
1）PHMG-ECH的制备：在容量为250ml的烧杯中，将2.117g的PHMG于室温下溶于100ml去离子水中，在恒温水浴锅中磁力搅拌15min使其充分溶解，得PHMG溶液；向该溶液中缓慢滴加10ml、0.1mol/L的EDC水溶液，滴加完成后继续搅拌15min，之后再加入3mL的ECH，室温搅拌15min后将水浴温度升至80℃，并保温搅拌6h，再通过真空蒸馏回收产物，并经60℃真空干燥箱中干燥24h，得PHMG-ECH；
2）PHMG-ECH@Fe3O4的制备：取1 g步骤1）得到的PHMG-ECH溶于100mL去离子水中，得PHMG-ECH溶液，备用；将1g纳米Fe3O4通过超声均匀分散于20mL去离子水中，得Fe3O4分散液；之后将PHMG-ECH溶液倒入250ml单口烧瓶中，并加入Fe3O4分散液，用聚四氟乙烯搅拌桨搅拌混合均匀，然后升温到80℃，继续搅拌6h，所得产物依次用乙醇和去离子水洗涤，再经60℃真空干燥箱中干燥24h，得PHMG-ECH@Fe3O4；
3）PHMG-ECH@Fe3O4-TA的制备：将0.5g的TA加入到100mL去离子水中，超声处理30min得TA的水溶液，然后加入0.5g的PHMG-ECH@Fe3O4，超声30min后，将混合溶液于80℃搅拌2h，再将所得产物洗涤至中性，抽滤及烘干，得PHMG-ECH@Fe3O4-TA。
2. 高效抗菌聚碳酸酯复合材料的制备：
1）将8重量份PHMG-ECH@Fe3O4-TA加入到0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂中，混合均匀后，将其与80重量份PC、5重量份POM-g-MAH、5重量份玻璃纤维于高速搅拌机中，以60℃、300r/min的转速混合均匀，再于100℃烘箱中干燥6h；
2）将干燥后的物料加入双螺杆挤出机中，经挤出造粒得到抗菌母粒；挤出温度为：第一段275℃、第二段270℃、第三段270℃、第四段260℃、第五段255℃；螺杆转速为10 r/min；
3）将所得抗菌母粒在100℃真空干燥箱中干燥6 h，再进行注塑成型，从进料口到出料口的注塑温度分别为300℃、290℃、285℃、275℃、265℃，注塑压力为135 MPa，保压压力为40 MPa，即得到高效抗菌聚碳酸酯复合材料。
实施例5
1. 复合抗菌剂PHMG-ECH@Fe3O4-TA的制备：
1）PHMG-ECH的制备：在容量为250ml的烧杯中，将2.117g的PHMG于室温下溶于100ml去离子水中，在恒温水浴锅中磁力搅拌15min使其充分溶解，得PHMG溶液；向该溶液中缓慢滴加10ml、0.1mol/L的EDC水溶液，滴加完成后继续搅拌15min，之后再加入3mL的ECH，室温搅拌15min后将水浴温度升至80℃，并保温搅拌6h，再通过真空蒸馏回收产物，并经60℃真空干燥箱中干燥24h，得PHMG-ECH；
2）PHMG-ECH@Fe3O4的制备：取1 g步骤1）得到的PHMG-ECH溶于100mL去离子水中，得PHMG-ECH溶液，备用；将1g纳米Fe3O4通过超声均匀分散于20mL去离子水中，得Fe3O4分散液；之后将PHMG-ECH溶液倒入250ml单口烧瓶中，并加入Fe3O4分散液，用聚四氟乙烯搅拌桨搅拌混合均匀，然后升温到80℃，继续搅拌6h，所得产物依次用乙醇和去离子水洗涤，再经60℃真空干燥箱中干燥24h，得PHMG-ECH@Fe3O4；
3）PHMG-ECH@Fe3O4-TA的制备：将0.5g的TA加入到100mL去离子水中，超声处理30min得TA的水溶液，然后加入0.5g的PHMG-ECH@Fe3O4，超声30min后，将混合溶液于80℃搅拌2h，再将所得产物洗涤至中性，抽滤及烘干，得PHMG-ECH@Fe3O4-TA。
2. 高效抗菌聚碳酸酯复合材料的制备：
1）将10重量份PHMG-ECH@Fe3O4-TA加入到0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂中，混合均匀后，将其与80重量份PC、5重量份POM-g-MAH、5重量份玻璃纤维于高速搅拌机中，以60℃、300 r/min的转速混合均匀，再于100℃烘箱中干燥6h；
2）将干燥后的物料加入双螺杆挤出机中，经挤出造粒得到抗菌母粒；挤出温度为：第一段275℃、第二段270℃、第三段270℃、第四段260℃、第五段255℃；螺杆转速为10 r/min；
3）将所得抗菌母粒在100℃真空干燥箱中干燥6 h，再进行注塑成型，从进料口到出料口的注塑温度分别为300℃、290℃、285℃、275℃、265℃，注塑压力为135 MPa，保压压力为40 MPa，即得到高效抗菌聚碳酸酯复合材料。
对比例1
1）将90重量份PC、5重量份POM-g-MAH、5重量份玻璃纤维在高速搅拌机中，以60℃、300 r/min的转速混合均匀，再于100℃烘箱中干燥6h；
2）将干燥后的物料加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；挤出温度为：第一段275℃、第二段270℃、第三段270℃、第四段260℃、第五段255℃；螺杆转速为10 r/min；
3）将所得母粒在100℃真空干燥箱中干燥6 h，再进行注塑成型，从进料口到出料口的注塑温度分别为300℃、290℃、285℃、275℃、265℃，注塑压力为135 MPa，保压压力为40 MPa，即得到聚碳酸酯复合材料。
对比例2
1）将80重量份PC、5重量份POM-g-MAH、5重量份玻璃纤维、8重量份的PHMG、0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂于高速搅拌机中，以60℃、300 r/min的转速混合均匀，再于100℃烘箱中干燥6h；
2）将干燥后的物料加入双螺杆挤出机中，经挤出造粒得到抗菌母粒；挤出温度为：第一段275℃、第二段270℃、第三段270℃、第四段260℃、第五段255℃；螺杆转速为10 r/min；
3）将所得抗菌母粒在100℃真空干燥箱中干燥6 h，再进行注塑成型，从进料口到出料口的注塑温度分别为300℃、290℃、285℃、275℃、265℃，注塑压力为135 MPa，保压压力为40 MPa，即得到抗菌聚碳酸酯复合材料。
对比例3
1）将80重量份PC、5重量份POM-g-MAH、5重量份玻璃纤维、8重量份Fe3O4、0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂于高速搅拌机中，以60℃、300 r/min的转速混合均匀，再于100℃烘箱中干燥6h；
2）将干燥后的物料加入双螺杆挤出机中，经挤出造粒得到抗菌母粒；挤出温度为：第一段275℃、第二段270℃、第三段270℃、第四段260℃、第五段255℃；螺杆转速为10 r/min；
3）将所得抗菌母粒在100℃真空干燥箱中干燥6 h，再进行注塑成型，从进料口到出料口的注塑温度分别为300℃、290℃、285℃、275℃、265℃，注塑压力为135 MPa，保压压力为40 MPa，即得到抗菌聚碳酸酯复合材料。
对比例4
1）Fe3O4-TA的制备：将0.5g的TA加入到100mL去离子水中，超声处理30min得TA的水溶液，然后加入0.5g的Fe3O4，超声30min后，将混合溶液于80℃搅拌2h，再将所得产物洗涤至中性，抽滤及烘干，得Fe3O4-TA；
2）将80重量份PC、5重量份POM-g-MAH、5重量份玻璃纤维、8重量份Fe3O4-TA、0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂于高速搅拌机中，以60℃、300 r/min的转速混合均匀，再于100℃烘箱中干燥6h；
3）将干燥后的物料加入双螺杆挤出机中，经挤出造粒得到抗菌母粒；挤出温度为：第一段275℃、第二段270℃、第三段270℃、第四段260℃、第五段255℃；螺杆转速为10 r/min；
4）将所得抗菌母粒在100℃真空干燥箱中干燥6 h，再进行注塑成型，从进料口到出料口的注塑温度分别为300℃、290℃、285℃、275℃、265℃，注塑压力为135 MPa，保压压力为40 MPa，即得到抗菌聚碳酸酯复合材料。
对比例5
1）Fe3O4-TA的制备：将0.5g的TA加入到100mL去离子水中，超声处理30min得TA的水溶液，然后加入0.5g的Fe3O4，超声30min后，将混合溶液于80℃搅拌2h，再将所得产物洗涤至中性，抽滤及烘干，得Fe3O4-TA；
2）将80重量份PC、5重量份POM-g-MAH、5重量份玻璃纤维、4重量份的PHMG、4重量份Fe3O4-TA、0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂于高速搅拌机中，以60℃、300 r/min的转速混合均匀，再于100℃烘箱中干燥6h；
3）将干燥后的物料加入双螺杆挤出机中，经挤出造粒得到抗菌母粒；挤出温度为：第一段275℃、第二段270℃、第三段270℃、第四段260℃、第五段255℃；螺杆转速为10 r/min；
4）将所得抗菌母粒在100℃真空干燥箱中干燥6 h，再进行注塑成型，从进料口到出料口的注塑温度分别为300℃、290℃、285℃、275℃、265℃，注塑压力为135 MPa，保压压力为40 MPa，即得到抗菌聚碳酸酯复合材料。
根据GB/T 31402-2015标准测试所得复合材料的抗菌性能，测试结果见表1。按表2标准对所得复合材料进行力学性能测试，结果见表3。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表2 性能测试指标及其标准
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表3 力学性能测试结果
Figure DEST_PATH_IMAGE006
由表3结果可见，随着复合抗菌剂PHMG-ECH@Fe3O4-TA用量的增加，复合材料的拉伸强度下降，缺口冲击强度和弯曲强度提升；结合对比例数据说明，单独使用PHMG或Fe3O4会明显降低复合材料的拉伸强度，但对其他两个性能的影响较小；而TA的加入由于可增强复合抗菌剂与基体的界面作用力，因而能够提高复合材料的力学性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1. 一种高效抗菌聚碳酸酯复合材料，其特征在于，按重量份数计，所用原料为：PC 80份、POE-g-MAH 5份、玻璃纤维5份、复合抗菌剂1-10份、邻苯二甲酸二辛脂0.5份；
所述复合抗菌剂为PHMG-ECH@Fe3O4-TA。
2.根据权利要求1所述的高效抗菌聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述复合抗菌剂的制备方法包括以下步骤：
1）PHMG-ECH的制备：在室温下，将一定质量的PHMG溶于去离子水中，在恒温水浴锅中磁力搅拌15min使其充分溶解，得PHMG溶液；向该溶液中缓慢滴加一定量的EDC水溶液，滴加完成后继续搅拌15min，之后再加入一定量的ECH，室温搅拌15min后将水浴温度升至80℃，并保温搅拌6h，再通过真空蒸馏回收产物，并经60℃干燥24h，得PHMG-ECH；
2）PHMG-ECH@Fe3O4的制备：将步骤1）得到的PHMG-ECH溶于去离子水中，得PHMG-ECH溶液，备用；将纳米Fe3O4通过超声均匀分散于去离子水中，得Fe3O4分散液；之后将Fe3O4分散液与PHMG-ECH溶液混合均匀，升温到80℃，继续搅拌6h，所得产物依次用乙醇和去离子水洗涤，再经60℃干燥24h，得PHMG-ECH@Fe3O4；
3）PHMG-ECH@Fe3O4-TA的制备：将一定量的TA加入到去离子水中，经超声处理得TA的水溶液，然后加入一定量的PHMG-ECH@Fe3O4，超声30min后，将混合溶液于80℃搅拌2h，再将所得产物洗涤至中性，抽滤及烘干，得PHMG-ECH@Fe3O4-TA。
3.根据权利要求2所述的高效抗菌聚碳酸酯复合材料，其特征在于：步骤1）中所用PHMG溶液、EDC水溶液与ECH的体积比为100:10:3；
其中，所述PHMG溶液的浓度为0.1mol/L，所述EDC水溶液的浓度为0.1mol/L。
4.根据权利要求2所述的高效抗菌聚碳酸酯复合材料，其特征在于：步骤2）中所用PHMG-ECH和纳米Fe3O4的质量比为1:1。
5.根据权利要求2所述的高效抗菌聚碳酸酯复合材料，其特征在于：步骤3）中所用TA与PHMG-ECH@Fe3O4的质量比为1:1。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的高效抗菌聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a）将复合抗菌剂加入到邻苯二甲酸二辛脂中，混合均匀后，将其于高速搅拌机中与PC、POM-g-MAH、玻璃纤维混合均匀，再于100℃干燥6h；
b）将干燥后的物料加入双螺杆挤出机中，经挤出造粒得到抗菌母粒；
c）将所得抗菌母粒在真空干燥箱中干燥，再进行注塑成型，即得到高效抗菌聚碳酸酯复合材料。
7. 根据权利要求6所述的高效抗菌聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于：步骤a）中所述高速搅拌机的转速为300 r/min，温度为60℃。
8. 根据权利要求6所述的高效抗菌聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于：步骤b）中所用挤出机的挤出温度为：第一段275℃、第二段270℃、第三段270℃、第四段260℃、第五段255℃；螺杆转速为10 r/min。
9. 根据权利要求6所述的高效抗菌聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于：步骤c）中所述干燥的温度为100℃，时间为6 h；注塑成型时，从进料口到出料口的注塑温度分别为300℃、290℃、285℃、275℃、265℃，注塑压力为135 MPa，保压压力为40 MPa。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115399333A (zh) * 2022-09-20 2022-11-29 江苏集萃先进纤维材料研究所有限公司 抗菌纳米复合材料的制备方法及其应用
CN115521592A (zh) * 2022-11-15 2022-12-27 福州大学 一种高效抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法
WO2023134393A1 (zh) * 2022-01-14 2023-07-20 金发科技股份有限公司 抗菌复合物、抗菌聚碳酸酯材料及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015126278A1 (ru) * 2014-02-24 2015-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Уральский центр нанотехнологий" Композиция для получения антимикробного покрытия
CN106566219A (zh) * 2015-10-13 2017-04-19 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 一种抗菌聚碳酸酯材料及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015126278A1 (ru) * 2014-02-24 2015-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Уральский центр нанотехнологий" Композиция для получения антимикробного покрытия
CN106566219A (zh) * 2015-10-13 2017-04-19 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 一种抗菌聚碳酸酯材料及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023134393A1 (zh) * 2022-01-14 2023-07-20 金发科技股份有限公司 抗菌复合物、抗菌聚碳酸酯材料及其制备方法和应用
CN115399333A (zh) * 2022-09-20 2022-11-29 江苏集萃先进纤维材料研究所有限公司 抗菌纳米复合材料的制备方法及其应用
CN115521592A (zh) * 2022-11-15 2022-12-27 福州大学 一种高效抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法
CN115521592B (zh) * 2022-11-15 2023-09-22 福州大学 一种高效抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法

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