[發(fā)明專利]一種抗菌性能的材料及其制備方法和應用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911288088.0
• 申請日: 2019-12-15
• 公開（公告）號: CN111253576A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 譚井華;劉亦武;張祥
• 申請（專利權）人: 湖南工業(yè)大學
• 主分類號: C08G79/10
• 分類號: C08G79/10;C08L79/08;C08J5/18;C07D219/08;C07D401/12;A01N43/42;A01P1/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 楊千尋;馮振寧

本發(fā)明公開了一種具有抗菌性能的材料及其制備方法和應用。本發(fā)明所述材料為聚酰亞胺，由含吖啶酮結構的二胺單體與二酐單體聚合而成。本發(fā)明創(chuàng)造性地將平面剛性結構吖啶酮和極性基團引入聚酰亞胺主鏈，平面剛性的吖啶酮結構有利于分子鏈規(guī)整堆砌，誘導聚合物結晶，極性基團可以增強分子鏈的氫鍵作用，促進分子鏈緊密堆砌，從而使聚酰亞胺具有優(yōu)異的阻隔性能，較高的玻璃化轉變溫度和熱穩(wěn)定性以及較低的熱膨脹系數(shù)。并且，本發(fā)明所述聚酰亞胺含吖啶酮結構和極性基團，賦予了聚酰亞胺一定的抗菌性能。

技術領域

本發(fā)明涉及材料科學技術領域，更具體地，涉及一種抗菌性能的材料及其制備方法和應用。

背景技術

在包裝領域，包裝材料需要具有一定的機械性能以適應壓力、沖擊，有效保護產品；其次是穩(wěn)定性能夠有效的在高溫或低溫等惡劣環(huán)境中能夠保持良好的穩(wěn)定性，比如阻燃、防蟲，抑制微生物等；再然后是良好的安全性能，包裝材料的本身的毒性要小，不能對污染產品以及對人體的身體健康造成傷害；最后重要的是具有優(yōu)良的阻隔性能，能夠對水汽、氧氣等物質進行阻擋，保證被包裝物的產品質量。

聚酰亞胺，是綜合性能最佳的有機高分子材料之一，其具有耐高低溫、優(yōu)良的機械性能、穩(wěn)定性好以及阻燃和無毒等性能，不論是作為結構材料或是作為功能性材料，其巨大的應用前景已經得到充分的認識。聚酰亞胺作為很有發(fā)展前途的高分子材料，在絕緣材料中和結構材料方面的應用正不斷擴大。在功能材料方面正嶄露頭角，其潛力仍在發(fā)掘中。聚酰亞胺作為包裝材料，其耐熱性、穩(wěn)定性、阻燃性和無毒性都符合包裝材料的要求。但是，聚酰亞胺存在阻隔性能低，水氧透過率高的缺點，并且聚酰亞胺的抗菌性不足，難以在水氧透過率高的情況下在保證內容物不被污染。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是針對現(xiàn)有聚酰亞胺在水氧透過率高、熱穩(wěn)定性以及功能單一的不足，提供一種耐高溫、具有高阻隔性能以及優(yōu)異抗菌性能的聚酰亞胺材料。

本發(fā)明要解決的另一技術問題是提供具有抗菌性能的聚酰亞胺材料的單體以及制備方法。

本發(fā)明還解決的技術問題是提供具有抗菌性能的聚酰亞胺在多領域內的應用。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案予以實現(xiàn)：

一種具有抗菌性能的材料，所述材料為含有吖啶酮結構的聚酰亞胺，其結構通式下所示：

Ar₁選自下列結構式中的任意一種：

其中，y＝1～10000；n＝0～6，m＝0～6，同一結構式中的n和m不同時為0。

進一步地，所述Ar₂和Ar₃選自下列結構式中的任意一種：

所述X選自下列結構中的任意一種：

優(yōu)選地，所述Ar₂為的一種或多種，Ar3為的一種或多種；所述X為

根據(jù)上述具有抗菌性能的聚酰亞胺材料提供其制備方法，制備步驟包括：在氬氣保護氣氛中，將含吖啶酮結構的二胺和含X結構的二酐按摩爾比為1:0.9～1.1溶解在強極性非質子溶劑中，在-10～30℃攪拌反應1～48h，得到均相的聚酰胺酸膠液，然后將聚酰胺酸膠液進行熱酰亞胺化或化學酰亞胺化脫水得到聚酰亞胺。

上述含吖啶酮結構的二胺是利用含有兩個鹵原子取代的吖啶酮單體與氨水反應，將鹵原子轉化為氨基；接著通過Ullmann偶聯(lián)反應接枝含硝基的基團再還原，其具體制備步驟包括：

S1.將含有兩個鹵原子取代的吖啶酮單體在保護氣體氛圍下與氨水反應后，提純，干燥得到單體1、單體2或單體3；