一種生物質抗菌塑料製品的製備方法
2023-04-24 18:14:01 1
專利名稱：一種生物質抗菌塑料製品的製備方法
技術領域：
本發明屬於高分子材料技術領域，具體涉及一種生物質抗菌塑料製品的製備方法，包括纖維素，澱粉，聚乳酸等等生物高分子塑料製備的牙刷，塑料器皿以及包裝材料等
坐寸O
背景技術：
目前，塑料製品在人們的日常生活和工農業生產中佔十分重要的地位。隨著塑料製品在日用品領域的廣泛普及和應用，人們頻繁地接觸使用塑料製品，從而對塑料製品的要求越來越高。傳統的PP，PE, PC等塑料由於難以分解回收，便形成了人們常說的白色汙染，但是生物質塑料是一種可以在自然環境中完全降解的環保型塑料，在對環境越來越重視的今天，它在人們生活中的地位逐漸增強。但是生物質塑料材料易被各種有害細菌汙染，在溼度適合的情況下，極易繁殖細菌。通過添加一些抗菌劑，得到的抗菌生物質塑料能夠有效解決此問題。目前，常用的塑料抗菌劑有機抗菌劑和無機抗菌劑兩類。有機抗菌劑主要有季銨鹽類、醚類、苯酚類、噻唑類、聯苯醚類化合物等，其特點是殺菌速度快、抗菌譜廣，但是，其抗菌功能耐熱性能差，抗菌有效期短。無機抗菌劑主要為銀、鋅等離子及其化合物或絡合物，其特點是耐熱性好，抗菌譜廣，安全性聞等。本發明是對纖維素，澱粉，聚乳酸等生物質塑料製品，通過表面接枝，包覆等方法進行改性從而得到抗菌 性能。
發明內容
本發明的目的在於提供一種生物質抗菌塑料製品的製備方法，所述塑料製品包括牙刷，塑料器皿和包裝材料等等。使其安全、可靠，並能夠擴大抗菌範圍，延長抗菌持續時間，且具有防黴功效。為實現上述目的，本發明提供的生物質抗菌塑料製品的製備方法，具體步驟如下:
(1)生物質塑料製品的製備:在140°C-170°C下通過注塑成型或擠出成型的方法對塑料製品進行加工得到一種或多種生物質塑料製品；
(2)將步驟(I)得到的生物質塑料製品進行接枝改性:室溫下，將30g/L_90g/L環糊精加入到40g/L-80g/L的碳酸鈉溶液中，並持續攪拌4-6min，然後去除生物質塑料製品上多餘的溶液，並於75-85°C下真空烘乾，並用清水衝洗後再次烘乾，得到環糊精接枝的生物質塑料製品；
(3)抗菌劑的包覆:由於接枝上的環糊精具有空心圓臺的分子結構，屬於兩親性物質，外部含有親水基團親水，內部憎水，從而可以在抗菌劑乙醇溶液裡對其進行抗菌劑包覆，將步驟(2)得到的接枝改性生物質塑料製品浸潰在含3%-10%的抗菌劑乙醇溶液l_5h後，用去離子水衝洗除去表面乙醇溶液；
烘乾後，便可得到具有抗菌功能的生物質製品。本發明中，所述生物質塑料製品屬於自然條件下可以部分降解或者完全的高分子塑料，為澱粉基塑料、纖維素基塑料或聚乳酸基塑料等中的一種以上。本發明中，所述的環糊精包括α、β或Y型環糊精等中的任一種。本發明中，所述的抗菌劑為硝酸咪康唑、納米氧化鋅或聚六亞甲基胍等胍類抗菌劑等中任一種。本發明的有益效果是:抗菌塑料製品為可生物降解高分子，環保無毒汙染，且製備工藝簡單，抗菌效果長久。
具體實施例方式下面對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護範圍作出更為清楚的界定。實施例1
1)一種抗菌塑料製品牙刷，使用澱粉基塑料母料，在150°c下進行注塑成型得到澱粉基牙刷製品。2)對上述牙刷製品浸潰在α環糊精(85g/L)以及催化劑碳酸鈉(50g/L)的濃度下的水溶液中，並持續攪拌5min，然後去除製品上多餘的溶液，並於適宜溫度下真空烘乾，並用清水衝洗後再次烘乾，得到α環糊精接枝的牙刷製品。3)於室溫下浸潰牙刷製品於含有5%在(w/v)硝酸咪康唑的乙醇溶液中攪拌1.5h，並用乙醇溶液以及去離子水衝洗得到最終的具有抗菌功能的牙刷製品。實施例2
I) 一種抗菌塑料器皿製品，使用纖維素基塑料母料，在150°C進行注塑成型得到纖維素基塑料器皿製品(如臉盆)。2)對上述塑料器皿製品浸潰在β環糊精(85g/L)以及催化劑碳酸鈉(50g/L)的濃度下的水溶液中，並持續攪拌5min，然後去除製品上多餘的溶液，並於適宜溫度下真空烘乾，並用清水衝洗後再次烘乾，得到β環糊精接枝的塑料器皿製品。3)於室溫下浸潰塑料器皿於含有5%在(w/v)聚六亞甲基胍的丙酮溶液中攪拌
1.5h，並用乙醇溶液以及去離子水衝洗得到最終的具有抗菌功能的塑料器皿。實施例3
1) 一種抗菌塑料包裝材料，使用聚乳酸基塑料母料，在160°C進行注塑成型得到聚乳酸基製品。2)對上述包裝材料製品浸潰在Y環糊精(85g/L)以及催化劑碳酸鈉(50g/L)的濃度下的水溶液中，並持續攪拌5min，然後去除製品上多餘的溶液，並於適宜溫度下真空烘乾，並用清水衝洗後再次烘乾，得到Y環糊精接枝的包裝材料品。3)於室溫下浸潰包裝材料於含有5%在(w/v)納米氧化鋅的乙醇溶液中攪拌1.5h，並用乙醇溶液以及去離子水衝洗得到最終的具有抗菌功能的包裝材料。實施例4
I)一種抗菌塑料器皿製品，使用澱粉基塑料母料，在150°C進行注塑成型得到澱粉基塑料器皿製品。2)對上述塑料器皿製品浸潰在環糊精(85g/L)以及催化劑碳酸鈉(50g/L)的濃度下的水溶液中，並持續攪拌5min，然後去除製品上多餘的溶液，並於適宜溫度下真空烘乾，並用清水衝洗後再次烘乾，得到α環糊精接枝的塑料器皿製品。3)於室溫下浸潰塑料器皿製品於含有5% (w/v)納米二氧化鈦的乙醇溶液中攪拌1.5h，並用乙醇溶液以及去離子水衝洗得到最終的具有抗菌功能的塑料器皿製品。實施例5
I) 一種抗菌塑料包裝材料製品，使用聚乳酸基塑料母料，在150°C進行注塑成型得到聚乳酸基基塑料包裝製品。2)對上述塑料包裝材料浸潰在β環糊精(85g/L)以及催化劑碳酸鈉(50g/L)的濃度下的水溶液中，並持續攪拌5min，然後去除製品上多餘的溶液，並於適宜溫度下真空烘乾，並用清水衝洗後再次烘乾，得到β環糊精接枝的包裝材料。3)於室溫下浸潰塑料製品於含有5% (w/v)納米銀的乙醇分散液中攪拌1.5h，並用乙醇溶液以及去離子水衝洗得到最終的具有抗菌功能的塑料製品。實施例6
I) 一種抗菌塑料牙刷 製品，使用纖維素基塑料母料，在150°C進行注塑成型得到纖維素基塑料牙刷製品。2)對上述塑料牙刷浸潰在Y環糊精(85g/L)以及催化劑碳酸鈉(50g/L)的濃度下的水溶液中，並持續攪拌5min，然後去除製品上多餘的溶液，並於適宜溫度下真空烘乾，並用清水衝洗後再次烘乾，得到Y環糊精接枝的包裝材料。3)於室溫下浸潰塑料製品於含有5% (w/v)甲基丙烯醯胺的丙酮分散液中攪拌
1.5h，並用乙醇溶液以及去離子水衝洗得到最終的具有抗菌功能的塑料製品。本發明實施例1至實施例6製備的抗菌生物質塑料的抗菌性能如表I所示。抗菌生物質塑料的抗菌性能測試:
抗菌性能檢測參照中華人民共和國國輕工行業標準QB/T2591-2003，採用貼膜法。考察樣品24h的抗菌率，菌落總數測定參照GB/T4789.2-2003計數。將粒料熱壓成型製成50mmX 50mm抗菌樣板。抗菌率的計算式如下:
R(% ) = (B-C)/BX100
其中R為抗菌率) ；B為空白對照樣品平均回收菌數，cfu/片；C為抗菌塑料樣品平均回收菌數，cfu/片。表I
權利要求
1.生物質抗菌塑料製品的製備方法，其特徵在於具體步驟如下: (O生物質塑料製品的製備:在140°c -170°C下通過注塑成型或擠出成型的方法對塑料製品進行加工得到一種或多種生物質塑料製品； (2)將步驟(I)得到的生物質塑料製品進行接枝改性:室溫下，將30g/L-90g/L環糊精加入到40g/L-80g/L碳酸納溶液中，並持續攬祥4-6min，然後去除生物質塑料製品上多餘的溶液，並於75-85°C下真空烘乾，並用清水衝洗後再次烘乾，得到環糊精接枝的生物質塑料製品； (3)抗菌劑的包覆:由於接枝上的環糊精具有空心圓臺的分子結構，屬於兩親性物質，外部含有親水基團親水，內部憎水，從而可以在抗菌劑乙醇溶液裡對其進行抗菌劑包覆，將步驟(2)得到的接枝改性生物質塑料製品浸潰在含3%-10%的抗菌劑乙醇溶液l_5h後，用去離子水衝洗除去表面乙醇溶液；烘乾後，便可得到具有抗菌功能的生物質製品。
2.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述生物質塑料製品屬於自然條件下可以部分降解或者完全的高分子塑料，為澱粉基塑料、纖維素基塑料或聚乳酸基塑料中一種以上。
3.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述環糊精包括α型環糊精、β型環糊精或Y型環糊精中任一種。
4.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述抗菌劑為硝酸咪康唑、納米氧化鋅或聚六亞甲基胍中任一種 。
全文摘要
本發明提供一種抗菌生物質塑料製品的製備方法，包括牙刷，塑料器皿，包裝材料等等。採用如下方法製備1.通過注塑成型或擠出成型的方法對以澱粉，纖維素或聚乳酸為原料的母料進行加工得到一種或多種生物質塑料製品；2.對上述生物質塑料製品的接枝改性通過α、β、γ環糊精在碳酸鈉溶液的存在下與纖維素、澱粉或者聚乳酸上的羥基反應，一段時間後對製品烘乾並得到接枝改性生物質塑料製品。3.抗菌劑的包覆由於接枝上的α、β、γ環糊精具有空心圓臺的分子結構，屬於兩親性物質，外部含有親水基團——親水，內部憎水，從而可以在乙醇溶液裡對其進行抗菌劑包覆。本發明的抗菌塑料製品安全、可靠，並能夠擴大抗菌範圍，延長抗菌持續時間，且具有防黴功效。
文檔編號C08L3/02GK103172892SQ201310079869
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月13日 優先權日2013年3月13日
發明者袁華, 李浩淼 申請人:同濟大學