CN115873341A - 一种亲水改性增韧聚丙烯材料及其在制备羊膜镜中的应用 - Google Patents
一种亲水改性增韧聚丙烯材料及其在制备羊膜镜中的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及改性聚丙烯材料制备技术领域，具体公开了一种亲水改性增韧聚丙烯材料及其在制备羊膜镜中的应用。所述的亲水改性增韧聚丙烯材料，其包含如下重量份的组分：聚丙烯80～100份；增韧剂10～30份；亲水改性剂5～10份；相容剂1～3份；抗氧剂1～3份；此外，还包括抗菌剂0.1～0.3份。由于所述的亲水改性增韧聚丙烯材料相比与常规的聚丙烯，其在韧性、亲水性以及抗菌性能方面得到了改善；因此，将该材料用于制备羊膜镜的羊膜环可以使得羊膜环具有更优异的性能。
Description
技术领域
本发明涉及改性聚丙烯材料制备技术领域，具体涉及一种亲水改性增韧聚丙烯材料及其在制备羊膜镜中的应用。
背景技术
羊膜镜是一种眼用治疗器具，中国实用新型专利CN 214967578 U公开了一种羊膜镜，该羊膜镜包括羊膜片以及上下叠合后夹持且铆接固定所述羊膜片的上环和下环(即羊膜环)。
聚丙烯是常用的医用材料之一；现有技术通常采用聚丙烯为材料用于制备羊膜环。发明人在研究中发现，采用常规的聚丙烯材料制备得到的羊膜环，其韧性以及亲水性等方面不足，有待进一步改进。
发明内容
本发明目的在于至少在一定程度上解决背景技术中指出的其中之一的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种亲水改性增韧聚丙烯材料，其包含如下重量份的组分：
聚丙烯80～100份；增韧剂10～30份；亲水改性剂5～10份；相容剂1～3份；抗氧剂1～3份。
由于采用常规的聚丙烯材料制备得到的羊膜环，其韧性以及亲水性等方面不足；为了解决这个问题，本发明通过在聚丙烯中添加增韧剂以及亲水改性剂，使得制备得到的聚丙烯材料的韧性以及亲水性得到了改善。
优选地，所述的亲水改性增韧聚丙烯材料，其包含如下重量份的组分：
聚丙烯85～90份；增韧剂20～25份；亲水改性剂5～8份；相容剂1～2份；抗氧剂1～2份。
最优先地，所述的亲水改性增韧聚丙烯材料，包含如下重量份的组分：
聚丙烯85份；增韧剂25份；亲水改性剂7份；相容剂2份；抗氧剂1份。
优选地，所述的亲水改性剂选自亲水性气相二氧化硅；所述的增韧剂选自乙烯-辛烯共聚物。
优选地，所述的亲水改性增韧聚丙烯材料，还包括抗菌剂0.1～0.3份。
发明人在研究中进一步发现，通过在聚丙烯中添加增韧剂以及亲水改性剂，虽然使得制备得到的聚丙烯材料的韧性以及亲水性得到了改善；但是在实际过程中若该材料不抗菌，很难避免羊膜镜在操作过程中造成细菌感染的情况。
为了解决这个问题，发明人进一步通过在添加了增韧剂以及亲水改性剂的聚丙烯中加入抗菌剂，使得制备得到的聚丙烯材料还具备抗菌作用。
优选地，所述的抗菌剂由重量比为4～6:1的纳米氧化锌和纳米二氧化钛组成。
最优选地，所述的抗菌剂由重量比为5:1的纳米氧化锌和纳米二氧化钛组成。
发明人在研究中发现，在添加了增韧剂以及亲水改性剂的聚丙烯中加入由纳米氧化锌和纳米二氧化钛组成的抗菌剂，虽然使得所述的聚丙烯材料具有抗菌作用；但是其抗菌作用并不是十分显著，有待进一步提高。
优选地，所述的抗菌剂为改性抗菌剂，所述的改性抗菌剂通过包含如下步骤的方法制备得到：
(1)取改性剂，加入到乙醇水溶液中，得改性处理液；
(2)将纳米氧化锌和纳米二氧化钛加入到改性处理液中，进行超声处理。
(3)超声处理结束后，分离固体，将固体进行干燥后即得改性抗菌剂。
优选地，步骤(1)中所述的改性剂与乙醇水溶液的重量比为1～3:10。
优选地，步骤(1)中所述的改性剂由N-油酰肌氨酸-十八胺盐和月桂酰基甲基氨基丙酸钠组成；
其中，N-油酰肌氨酸-十八胺盐和月桂酰基甲基氨基丙酸钠的重量比为1～3:1～3。
最优选地，N-油酰肌氨酸-十八胺盐和月桂酰基甲基氨基丙酸钠的重量比为1:1。
为了进一步提高添加了增韧剂以及亲水改性剂的聚丙烯的抗菌作用，发明人经过大量的实验研究表明，在其中加入以纳米氧化锌和纳米二氧化钛为原料通过上述方法进行改性得到的改性抗菌剂；其可以使得制备得到的聚丙烯具有十分优异的抗菌作用；其抗菌作用与未改性的纳米氧化锌和纳米二氧化钛相比有着大幅的提高。
发明人在此需要强调的是，在上述改性方法中，改性剂的组成十分关键；以纳米氧化锌和纳米二氧化钛为原料选择不同的改性剂得到的改性抗菌剂，其在添加了增韧剂以及亲水改性剂的聚丙烯中所起的抗菌作用的差别是巨大的。发明人在大量的实验中惊奇的发现，在本发明中，选用由N-油酰肌氨酸-十八胺盐和月桂酰基甲基氨基丙酸钠组成的改性剂改性得到的改性抗菌剂，其对于聚丙烯的抗菌作用的提高程度远远高于选用单独的N-油酰肌氨酸-十八胺盐或月桂酰基甲基氨基丙酸钠，或采用其它改性剂或改性剂的组合物改性得到的改性抗菌剂。选用由N-油酰肌氨酸-十八胺盐和月桂酰基甲基氨基丙酸钠组成的改性剂可以协同提高制备得到的改性抗菌剂在聚丙烯中的抗菌作用。
优选地，步骤(2)中纳米氧化锌和纳米二氧化钛与改性处理液的重量比为4～6:1：40～50。
最优选地，步骤(2)中纳米氧化锌和纳米二氧化钛与改性处理液的重量比为5:1：48。
本发明还提供了一种上述亲水改性增韧聚丙烯材料在制备羊膜镜中的应用。
有益效果：本发明提供了一种全新组成的亲水改性增韧聚丙烯材料；本发明通过在聚丙烯中添加增韧剂以及亲水改性剂，使得制备得到的聚丙烯材料的韧性以及亲水性得到了改善；此外，发明人进一步通过在添加了增韧剂以及亲水改性剂的聚丙烯中加入抗菌剂，使得制备得到的聚丙烯材料还具备抗菌作用；尤其是通过加入了由本发明所述方法制备得到的改性抗菌剂，使得制备得到的聚丙烯的抗菌作用进一步得到提高，具有十分优异的抗菌作用。由于所述的亲水改性增韧聚丙烯材料相比与常规的聚丙烯，其在韧性、亲水性以及抗菌性能方面得到了改善；因此，将该材料用于制备羊膜镜的羊膜环可以使得羊膜环具有更优异的性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例并不限定本发明的保护范围。
以下实施例中的聚丙烯采用的是韩国LG化学的牌号为R6200的聚丙烯；所述的增韧剂乙烯-辛烯共聚物选自美国陶氏的牌号为8003的乙烯-辛烯共聚物；其余未注明来源的原料均为本领域技术人员可以通过常规购买途径获得的常规原料。
实施例1亲水改性增韧聚丙烯材料
原料重量份组成：聚丙烯85份；增韧剂(乙烯-辛烯共聚物)25份；亲水改性剂(亲水性气相二氧化硅)7份；相容剂(马来酸酐接枝聚丙烯)2份；抗氧剂(抗氧剂1010)1份；抗菌剂0.2份；
所述的抗菌剂由重量比为5:1的纳米氧化锌和纳米二氧化钛组成；
制备方法：将聚丙烯、增韧剂、亲水改性剂、相容剂、抗氧剂以及抗菌剂放入双螺杆挤出机中熔融挤出即得所述的亲水改性增韧聚丙烯材料。
实施例2亲水改性增韧聚丙烯材料
原料重量份组成：聚丙烯85份；增韧剂(乙烯-辛烯共聚物)25份；亲水改性剂(亲水性气相二氧化硅)7份；相容剂(马来酸酐接枝聚丙烯)2份；抗氧剂(抗氧剂1010)1份；改性抗菌剂0.2份；
所述的改性抗菌剂通过如下方法制备得到：
(1)取改性剂，加入到体积分数为95％的乙醇水溶液中，得改性处理液；
(2)将纳米氧化锌和纳米二氧化钛加入到改性处理液中，进行超声处理1h；其中，纳米氧化锌和纳米二氧化钛与改性处理液的重量比为5：1：48。
(3)超声处理结束后，分离固体，将固体进行干燥后即得改性抗菌剂；
步骤(1)中所述的改性剂与乙醇水溶液的重量比为2:10；所述的改性剂由重量比为1:1的N-油酰肌氨酸-十八胺盐和月桂酰基甲基氨基丙酸钠组成。
制备方法：将聚丙烯、增韧剂、亲水改性剂、相容剂、抗氧剂以及改性抗菌剂放入双螺杆挤出机中熔融挤出即得所述的亲水改性增韧聚丙烯材料。
实施例3亲水改性增韧聚丙烯材料
原料重量份组成：聚丙烯80份；增韧剂(乙烯-辛烯共聚物)30份；亲水改性剂(亲水性气相二氧化硅)10份；相容剂(马来酸酐接枝聚丙烯)3份；抗氧剂(抗氧剂1010)3份；改性抗菌剂0.3份；
所述的改性抗菌剂通过如下方法制备得到：
(1)取改性剂，加入到体积分数为95％的乙醇水溶液中，得改性处理液；
(2)将纳米氧化锌和纳米二氧化钛加入到改性处理液中，进行超声处理1h；其中，纳米氧化锌和纳米二氧化钛与改性处理液的重量比为6：1：50。
(3)超声处理结束后，分离固体，将固体进行干燥后即得改性抗菌剂；
步骤(1)中所述的改性剂与乙醇水溶液的重量比为1:10；所述的改性剂由重量比为3:1的N-油酰肌氨酸-十八胺盐和月桂酰基甲基氨基丙酸钠组成。
制备方法：将聚丙烯、增韧剂、亲水改性剂、相容剂、抗氧剂以及改性抗菌剂放入双螺杆挤出机中熔融挤出即得所述的亲水改性增韧聚丙烯材料。
实施例4亲水改性增韧聚丙烯材料
原料重量份组成：聚丙烯100份；增韧剂(乙烯-辛烯共聚物)10份；亲水改性剂(亲水性气相二氧化硅)5份；相容剂(马来酸酐接枝聚丙烯)1份；抗氧剂(抗氧剂1010)1份；改性抗菌剂0.1份；
所述的改性抗菌剂通过如下方法制备得到：
(1)取改性剂，加入到体积分数为95％的乙醇水溶液中，得改性处理液；
(2)将纳米氧化锌和纳米二氧化钛加入到改性处理液中，进行超声处理1h；其中，纳米氧化锌和纳米二氧化钛与改性处理液的重量比为4：1：40。
(3)超声处理结束后，分离固体，将固体进行干燥后即得改性抗菌剂；
步骤(1)中所述的改性剂与乙醇水溶液的重量比为3:10；所述的改性剂由重量比为1:3的N-油酰肌氨酸-十八胺盐和月桂酰基甲基氨基丙酸钠组成。
制备方法：将聚丙烯、增韧剂、亲水改性剂、相容剂、抗氧剂以及改性抗菌剂放入双螺杆挤出机中熔融挤出即得所述的亲水改性增韧聚丙烯材料。
对比例1亲水改性增韧聚丙烯材料
原料重量份组成：同实施例2
所述的改性抗菌剂通过如下方法制备得到：
(1)取改性剂，加入到体积分数为95％的乙醇水溶液中，得改性处理液；
(2)将纳米氧化锌和纳米二氧化钛加入到改性处理液中，进行超声处理1h；其中，纳米氧化锌和纳米二氧化钛与改性处理液的重量比为5：1：48。
(3)超声处理结束后，分离固体，将固体进行干燥后即得改性抗菌剂；
步骤(1)中所述的改性剂与乙醇水溶液的重量比为2:10；所述的改性剂选自十二烷基磺酸钠。
制备方法：同实施例2。
对比例2亲水改性增韧聚丙烯材料
原料重量份组成：同实施例2
所述的改性抗菌剂通过如下方法制备得到：
(1)取改性剂，加入到体积分数为95％的乙醇水溶液中，得改性处理液；
(2)将纳米氧化锌和纳米二氧化钛加入到改性处理液中，进行超声处理1h；其中，纳米氧化锌和纳米二氧化钛与改性处理液的重量比为5：1：48。
(3)超声处理结束后，分离固体，将固体进行干燥后即得改性抗菌剂；
步骤(1)中所述的改性剂与乙醇水溶液的重量比为2:10；所述的改性剂选自月桂酰胺丙基甜菜碱。
制备方法：同实施例2。
对比例3亲水改性增韧聚丙烯材料
原料重量份组成：同实施例2
所述的改性抗菌剂通过如下方法制备得到：
(1)取改性剂，加入到体积分数为95％的乙醇水溶液中，得改性处理液；
(2)将纳米氧化锌和纳米二氧化钛加入到改性处理液中，进行超声处理1h；其中，纳米氧化锌和纳米二氧化钛与改性处理液的重量比为5：1：48。
(3)超声处理结束后，分离固体，将固体进行干燥后即得改性抗菌剂；
步骤(1)中所述的改性剂与乙醇水溶液的重量比为2:10；所述的改性剂选自N-油酰肌氨酸-十八胺盐。
制备方法：同实施例2。
对比例4亲水改性增韧聚丙烯材料
原料重量份组成：同实施例2
所述的改性抗菌剂通过如下方法制备得到：
(1)取改性剂，加入到体积分数为95％的乙醇水溶液中，得改性处理液；
(2)将纳米氧化锌和纳米二氧化钛加入到改性处理液中，进行超声处理1h；其中，纳米氧化锌和纳米二氧化钛与改性处理液的重量比为5：1：48。
(3)超声处理结束后，分离固体，将固体进行干燥后即得改性抗菌剂；
步骤(1)中所述的改性剂与乙醇水溶液的重量比为2:10；所述的改性剂选自月桂酰基甲基氨基丙酸钠。
制备方法：同实施例2。
对比例5亲水改性增韧聚丙烯材料
原料重量份组成：同实施例2
所述的改性抗菌剂通过如下方法制备得到：
(1)取改性剂，加入到体积分数为95％的乙醇水溶液中，得改性处理液；
(2)将纳米氧化锌和纳米二氧化钛加入到改性处理液中，进行超声处理1h；其中，纳米氧化锌和纳米二氧化钛与改性处理液的重量比为5：1：48。
(3)超声处理结束后，分离固体，将固体进行干燥后即得改性抗菌剂；步骤(1)中所述的改性剂与乙醇水溶液的重量比为2:10；所述的改性剂由重量比为1:1的月桂酰胺丙基甜菜碱和月桂酰基甲基氨基丙酸钠组成。
制备方法：同实施例2。
对比例6亲水改性增韧聚丙烯材料
原料重量份组成：同实施例2
所述的改性抗菌剂通过如下方法制备得到：
(1)取改性剂，加入到体积分数为95％的乙醇水溶液中，得改性处理液；
(2)将纳米氧化锌和纳米二氧化钛加入到改性处理液中，进行超声处理1h；其中，纳米氧化锌和纳米二氧化钛与改性处理液的重量比为5：1：48。
(3)超声处理结束后，分离固体，将固体进行干燥后即得改性抗菌剂；步骤(1)中所述的改性剂与乙醇水溶液的重量比为2:10；所述的改性剂由重量比为1:1的N-油酰肌氨酸-十八胺盐和十二烷基磺酸钠组成。
制备方法：同实施例2。
参照QB-T 2591-2003标准中的方法测试实施例1～4以及对比例1～6制备得到的亲水改性增韧聚丙烯材料的抗菌性能，测试结果见表1。
表1.
| 大肠杆菌抗菌率 | 金黄葡萄球菌抗菌率 | |
| 实施例1亲水改性增韧聚丙烯材料 | 77.2％ | 74.8％ |
| 实施例2亲水改性增韧聚丙烯材料 | 99.6％ | 95.5％ |
| 实施例3亲水改性增韧聚丙烯材料 | 95.1％ | 93.2％ |
| 实施例4亲水改性增韧聚丙烯材料 | 93.9％ | 90.4％ |
| 对比例1亲水改性增韧聚丙烯材料 | 81.1％ | 78.3％ |
| 对比例2亲水改性增韧聚丙烯材料 | 82.7％ | 79.9％ |
| 对比例3亲水改性增韧聚丙烯材料 | 85.4％ | 81.6％ |
| 对比例4亲水改性增韧聚丙烯材料 | 84.7％ | 80.3％ |
| 对比例5亲水改性增韧聚丙烯材料 | 83.3％ | 80.1％ |
| 对比例6亲水改性增韧聚丙烯材料 | 84.1％ | 79.8％ |
从表1实验数据可以看出，实施例1制备得到的亲水改性增韧聚丙烯材料虽然具有一定的抗菌能力，但其抗菌作用并不是十分优异，有待进一步提高。
从表1实验数据可以看出，实施例2～4制备得到的亲水改性增韧聚丙烯材料，其抗菌作用于实施例1相比，得到了大幅的提高，具有十分优异的抗菌作用。这说明：将纳米氧化锌和纳米二氧化钛通过本发明所述方法进行改性得到的改性抗菌剂；其抗菌作用与未改性的纳米氧化锌和纳米二氧化钛相比有着大幅的提高；使得制备得到的聚丙烯具有十分优异的抗菌作用；
从表1实验数据可以看出，对比例1～6制备得到的亲水改性增韧聚丙烯材料，其相比于实施1，其抗菌作用提高幅度并不大，远远小于实施例2；这说明：抗菌剂的改性过程中，改性剂的组成十分关键；以纳米氧化锌和纳米二氧化钛为原料选择不同的改性剂得到的改性抗菌剂，其在添加了增韧剂以及亲水改性剂的聚丙烯中所起的抗菌作用的差别是巨大的。选用由N-油酰肌氨酸-十八胺盐和月桂酰基甲基氨基丙酸钠组成的改性剂改性得到的改性抗菌剂，其对于聚丙烯的抗菌作用的提高程度远远高于选用单独的N-油酰肌氨酸-十八胺盐或月桂酰基甲基氨基丙酸钠，或采用其它改性剂或改性剂的组合物改性得到的改性抗菌剂。只有选用由N-油酰肌氨酸-十八胺盐和月桂酰基甲基氨基丙酸钠组成的改性剂改性得到的改性抗菌剂才能进一步大幅提高本发明亲水改性增韧聚丙烯材料的抗菌作用，才能使得制备得到的亲水改性增韧聚丙烯材料具有十分优异的抗菌作用。
从表1实验数据可以看出，实施例2制备得到的亲水改性增韧聚丙烯材料，期抗菌作用要远远高于对比例3和4；这说明：选用由N-油酰肌氨酸-十八胺盐和月桂酰基甲基氨基丙酸钠组成的改性剂可以协同提高制备得到的改性抗菌剂在聚丙烯中的抗菌作用。同时，实施例2制备得到的亲水改性增韧聚丙烯材料，期抗菌作用要远远高于对比例5和6；这说明：只有选用由N-油酰肌氨酸-十八胺盐和月桂酰基甲基氨基丙酸钠组成的改性剂才可以协同提高制备得到的改性抗菌剂在聚丙烯中的抗菌作用；选用其它改性剂的组合并不能协同提高制备得到的改性抗菌剂在聚丙烯中的抗菌作用。
Claims (10)
1.一种亲水改性增韧聚丙烯材料，其特征在于，包含如下重量份的组分：
聚丙烯 80～100份；增韧剂 10～30份；亲水改性剂 5～10份；相容剂 1～3份；抗氧剂1～3份。
2.根据权利要求1所述的亲水改性增韧聚丙烯材料，其特征在于，包含如下重量份的组分：
聚丙烯 85～90份；增韧剂 20～25份；亲水改性剂 5～8份；相容剂 1～2份；抗氧剂 1～2份；
最优先地，所述的亲水改性增韧聚丙烯材料，包含如下重量份的组分：
聚丙烯85份；增韧剂25份；亲水改性剂7份；相容剂2份；抗氧剂1份。
3.根据权利要求1所述的亲水改性增韧聚丙烯材料，其特征在于，所述的亲水改性剂选自亲水性气相二氧化硅；所述的增韧剂选自乙烯-辛烯共聚物。
4.根据权利要求1所述的亲水改性增韧聚丙烯材料，其特征在于，还包括抗菌剂 0.1～0.3份。
5.根据权利要求4所述的亲水改性增韧聚丙烯材料，其特征在于，所述的抗菌剂由重量比为4～6:1的纳米氧化锌和纳米二氧化钛组成；
最优选地，所述的抗菌剂由重量比为5:1的纳米氧化锌和纳米二氧化钛组成。
6.根据权利要求5所述的亲水改性增韧聚丙烯材料，其特征在于，所述的抗菌剂为改性抗菌剂，所述的改性抗菌剂通过包含如下步骤的方法制备得到：
(1)取改性剂，加入到乙醇水溶液中，得改性处理液；
(2)将纳米氧化锌和纳米二氧化钛加入到改性处理液中，进行超声处理。
(3)超声处理结束后，分离固体，将固体进行干燥后即得改性抗菌剂。
7.根据权利要求6所述的亲水改性增韧聚丙烯材料，其特征在于，步骤(1)中所述的改性剂与乙醇水溶液的重量比为1～3:10。
8.根据权利要求6所述的亲水改性增韧聚丙烯材料，其特征在于，步骤(1)中所述的改性剂由N-油酰肌氨酸-十八胺盐和月桂酰基甲基氨基丙酸钠组成；
其中，N-油酰肌氨酸-十八胺盐和月桂酰基甲基氨基丙酸钠的重量比为1～3:1～3；
最优选地，N-油酰肌氨酸-十八胺盐和月桂酰基甲基氨基丙酸钠的重量比为1:1。
9.根据权利要求6所述的亲水改性增韧聚丙烯材料，其特征在于，步骤(2)中纳米氧化锌和纳米二氧化钛与改性处理液的重量比为4～6:1：40～50；
最优选地，步骤(2)中纳米氧化锌和纳米二氧化钛与改性处理液的重量比为5:1：48。
10.权利要求1～9任一项所述的亲水改性增韧聚丙烯材料在制备羊膜镜中的应用。
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