[發(fā)明專利]一種高強高韌長效抗菌的聚乳酸共混復(fù)合材料及制備方法與應(yīng)用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210649002.8 | 申請日： | 2022-06-09 |
| 公開（公告）號： | CN115073900A | 公開（公告）日： | 2022-09-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 丁運生;孟秋月;王平;周意楊;姚皖生;陳明;周勁松;牛宇潔;謝永健;徐新文;劉超;孫曉紅 | 申請（專利權(quán)）人： | 合肥工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | C08L67/04 | 分類號： | C08L67/04;C08L67/02;C08L51/08;B65D65/46 |
| 代理公司： | 上海漢之律師事務(wù)所 31378 | 代理人： | 陳強 |
| 地址： | 230009 *** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 高強 長效 抗菌 乳酸 復(fù)合材料 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明提出了一種高強高韌長效抗菌的聚乳酸共混復(fù)合材料及制備方法與應(yīng)用，所述復(fù)合材料至少包括以下組分：10?90份聚乳酸；10?90份可生物降解聚酯或彈性體；1?10份功能性增容劑；0.5?2份擴鏈劑；1?30份填料；以及0.1?2份抗氧劑；其中，所述功能性增容劑由甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚己二酸?對苯二甲酸丁二醇酯和有機抗菌劑熔融接枝得到。本發(fā)明提出的功能性增容劑，改善了聚乳酸共混復(fù)合材料組分間相容性，提高了共混復(fù)合材料的力學(xué)性能，并實現(xiàn)與提高了材料的長效抗菌性能。此制備方法得到的聚乳酸共混復(fù)合材料具有高強度、高韌性、長效抗菌性與完全可生物降解性，滿足食品包裝及一次性醫(yī)用包裝等領(lǐng)域要求材料同時具有高力學(xué)性能、長效抗菌性能和降解性能的需要。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及高分子材料合成技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種高強高韌長效抗菌的聚乳酸共混復(fù)合材料及制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)
“微塑料”和環(huán)境污染問題日益加劇，環(huán)境友好高分子得到人們的廣泛關(guān)注。聚乳酸(PLA)其原料主要來源是生物資源中所含有的淀粉，能在自然條件下降解成水、二氧化碳，且具有優(yōu)良的機械性能和加工性能，具有良好的應(yīng)用前景。
但PLA存在熔體強度低、韌性差、結(jié)晶能力弱等缺點，將PLA與聚己二酸-對苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚碳酸亞丙酯(PPC)等可生物降解聚酯或彈性體熔融共混，是最經(jīng)濟的PLA高性能化方法之一。采用可生物降解聚酯或彈性體與PLA共混能在保留PLA生物降解性同時提高PLA熔體強度和韌性，擴寬PLA應(yīng)用范圍。但PLA和可生物降解聚酯或彈性體的分子鏈差異較大，二者相容性較差，直接熔融共混難以得到具有應(yīng)用價值的可降解制品。
抗菌材料因其可減少人與制品接觸、制品與制品接觸時產(chǎn)生的細菌與微生物感染，在生物醫(yī)學(xué)、食品包裝和衛(wèi)生防控等領(lǐng)域的得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的無機抗菌添加劑有難分散、易遷移、低效率的缺陷，有機抗菌添加劑特別是鹵胺類抗菌劑和胍鹽類抗菌劑具有廣譜高效的抗菌活性、低哺乳動物細胞毒性和良好的穩(wěn)定性，可通過熔融共混的方法加入到高分子材料中，提高材料的抗菌性能。但高分子材料熔融加工過程中溫度較高，可能導(dǎo)致抗菌劑的揮發(fā)或者分解失活，同時，有機抗菌劑小分子的遷移作用，影響了高分子材料的長效抗菌性能。
避免PLA共混復(fù)合材料制備過程中有機抗菌劑的揮發(fā)、分解失活和使用過程中的遷移對其抗菌性能造成影響，在保持甚至提高PLA共混復(fù)合材料基本性能的同時，實現(xiàn)其長效抗菌性能是本發(fā)明的核心。如何通過分子設(shè)計得到具有抗菌功能的大分子增容劑，在保持PLA共混復(fù)合材料基本性能的同時，提高共混復(fù)合材料組分間的相容性，獲得高強高韌和長效抗菌的PLA共混復(fù)合材料是本發(fā)明所需解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種高強高韌長效抗菌的聚乳酸共混復(fù)合材料及制備方法與應(yīng)用，通過對功能性增容劑進行分子設(shè)計和工藝控制引入增容和抗菌成分，并將其引入聚乳酸/可生物降解聚酯或彈性體共混物內(nèi)，在保留聚乳酸/可生物降解聚酯或彈性體共混物降解性能的同時提高聚乳酸、可生物降解聚酯或彈性體兩相間相互作用力和相容性，獲得高強度、高韌性、長效抗菌的可降解的聚乳酸共混復(fù)合材料。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的：
本發(fā)明提出一種高強高韌長效抗菌的聚乳酸共混復(fù)合材料，其特征在于，至少包括以下組分：
其中，所述功能性增容劑由甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚己二酸-對苯二甲酸丁二醇酯和有機抗菌劑通過熔融接枝反應(yīng)得到。
在本發(fā)明一實施例中，所述功能性增容劑結(jié)構(gòu)通式為：
其中R為分子結(jié)構(gòu)中含伯胺或仲胺的有機鹵胺抗菌劑或有機胍鹽抗菌劑，且R結(jié)構(gòu)式選自以下結(jié)構(gòu)式中的任意一種：
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