一種抗菌聚乳酸材料的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種抗菌聚乳酸材料的制備方法，其包括以下步驟：（1）將抗菌復合物分散在乳酸中，配制濃度為0.1~2g/L的溶液，超聲攪拌（500~800W超聲功率，500~800rpm攪拌速度）60~90min，得抗菌乳酸溶液；（2）將抗菌乳酸溶液置于50~80℃真空烘箱中，真空烘24~36h，至混合液無殘余水為止；通過直接縮合法得到聚乳酸材料。本發明專利技術抗菌復合物方法采用激光輻照后的石墨烯量子點作為銀的載體，然后包覆二氧化硅薄層，表面處理，最后附著在多孔石墨烯上，可以更好地負載并固定銀納米粒子，防止其團聚，顯著提高銀納米粒子的穩定性，使銀納米粒子具有更長效的抗菌活性；將該抗菌復合物應用至聚乳酸纖維膜上，使其具有持久有效的抗菌活性，穩定性高、廣譜抗菌、可生物降解的特性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及了涂料
，特別是涉及了一種抗菌聚乳酸材料的制備方法。
技術介紹
聚乳酸(PLA)是一種以乳酸為主要原料聚合而成的高分子化合物，屬于丙交酯聚酯的一種，使用可再生的植物資源(如玉米)所提出的淀粉原料制成，淀粉原料經由發酵過程制成乳酸，再通過化學合成轉換成聚乳酸，生產過程無污染。聚乳酸產品使用后能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環境，即使聚乳酸焚燒，其燃燒熱值與焚化紙類相同，是焚化傳統塑料(如聚乙烯)的一半，而且焚化聚乳酸絕對不會釋放出氮化物、硫化物等有毒氣體污染環境，因此，聚乳酸具有良好的生物降解性能和環境友好型特征，是一種新型的綠色環保材料。聚乳酸抗菌制品中抗菌劑的添加方式不采用抗菌母粒的形式添加，抗菌母粒的制作過程是先將抗菌劑和基體樹脂混合經雙螺桿擠出機加工成線狀，經烘干機高溫烘干，造粒得抗菌母粒，采用該方法加工聚乳酸抗菌母粒，烘干機高溫烘干會導致聚乳酸再次發生的熱降解，導致產品性能下降。而且由于納米銀抗菌劑呈顆粒狀，粒度為納米級別，往往只能聚集在聚乳酸材料的特定部位，無法均勻分布在表面，從而影響的抗菌效果；另一方面，納米銀與聚乳酸材料無法緊密結合（特別是當納米銀顆粒含量增加時，容易發生團聚現象），在使用過程中容易脫落，從而影響使用壽命及抗菌效果。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供了一種抗菌聚乳酸材料的制備方法。本專利技術所要解決的技術問題通過以下技術方案予以實現：一種抗菌聚乳酸材料的制備方法，其包括以下步驟：（1）將抗菌復合物分散在乳酸中，配制濃度為0.1~2g/L的溶液，超聲攪拌（500~800W超聲功率，500~800rpm攪拌速度）60~90min，得抗菌乳酸溶液；該抗菌復合物經過偶聯劑預處理，具體為將抗菌復合物加入到無水乙醇中，500~800rpm攪拌1~2h；逐滴滴加占抗菌復合物質量分數2%的偶聯劑，繼續攪拌1~2h，過濾后烘干；（2）將抗菌乳酸溶液置于50~80℃真空烘箱中，真空烘24~36h，至混合液無殘余水為止；通過直接縮合法得到聚乳酸材料。偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑或其混合物。所述抗菌復合材料的制備方法，其包括以下步驟：（1）制備石墨烯量子點懸浮液：稱取0.5~0.8gC60粉末，量取50~100ml質量分數為98％的濃硫酸，將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合，燒杯放在冰水浴中，同時以300~500rpm的速度攪拌，得混合液；稱取0.5~3g高錳酸鉀粉末，緩慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，換成水浴，保持水浴溫度30~40℃，反應5~8h；快速加入100~200ml純水，過濾，然后用截留分子量為1000的透析袋透析3天，得石墨烯量子點懸浮液；100rpm速度攪拌石墨烯量子點懸浮液，同時激光輻照30~60min，激光輻照功率為1~2W。（2）制備負載銀的石墨烯量子點：超聲攪拌（300~500W超聲功率，200~300rpm攪拌速度）50~60ml石墨烯量子點懸浮液，滴加濃度為0.001~0.005mol/L硝酸銀溶液，控制反應溫度為45~60℃，滴加濃度為0.01～0.08mol/L二水合檸檬酸三鈉，繼續超聲攪拌60~120min；陳化，清洗，烘干得負載銀的石墨烯量子點；石墨烯量子點懸浮液、硝酸銀溶液與二水合檸檬酸三鈉的體積比為3~4:2~3:1~2。（3）將0.1~0.5g負載銀的石墨烯量子點超聲攪拌（500~1000W超聲功率，300~500rpm攪拌速度）分散于乙醇中；之后加入體積比3~5:1的水和氨水，攪拌均勻后加入正硅酸乙酯（與負載銀的石墨烯量子點的質量比為1~2:1，調節pH值為9~10，反應溫度為20~25℃，反應1~3小時；進行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀；將該沉淀在90oC下干燥3h，以得到SiO2包覆的負載銀的石墨烯量子點。（4）SiO2包覆載銀石墨烯量子點的表面處理：將0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散劑（DMSO）中，超聲攪拌（300~500W超聲功率，200~300rpm攪拌速度）并加入0.1~0.3g負載銀的石墨烯量子點，繼續超聲攪拌10~30min，移至內襯為聚四氟乙烯的微波水熱反應釜（50mL）中，密封后置于微波輔助水熱合成儀中，微波功率為200~400W，200~240℃下反應60~90min；冷卻，過濾，烘干得表面處理的SiO2包覆載銀石墨烯量子點。（5）稱取多孔石墨烯（2~5層，孔大小約3~6nm）配制成濃度為0.2~0.8mg/ml的石墨烯分散溶液，溶劑為水、丙酮或二甲基亞砜；超聲攪拌（500~1000W超聲功率，600~800rpm攪拌速度）80~100ml石墨烯分散溶液，加入步驟（4）制得的SiO2包覆載銀石墨烯量子點，超聲攪拌10~30min，然后移至聚四氟乙烯的反應釜中，在80~120℃下保溫15~30min；冷卻，離心，清洗，烘干得抗菌復合材料。所述抗菌復合物通過以下方法制得：（1）制備石墨烯量子點懸浮液：稱取0.5~0.8gC60粉末，量取50~100ml質量分數為98％的濃硫酸，將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合，燒杯放在冰水浴中，同時以300~500rpm的速度攪拌，得混合液；稱取0.5~3g高錳酸鉀粉末，緩慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，換成水浴，保持水浴溫度30~40℃，反應5~8h；快速加入100~200ml純水，過濾，然后用截留分子量為1000的透析袋透析3天，得石墨烯量子點懸浮液；100rpm速度攪拌石墨烯量子點懸浮液，同時激光輻照30~60min，激光輻照功率為1~2W。（2）制備負載銀的石墨烯量子點：超聲攪拌（300~500W超聲功率，200~300rpm攪拌速度）50~60ml石墨烯量子點懸浮液，滴加濃度為0.001~0.005mol/L硝酸銀溶液，控制反應溫度為45~60℃，滴加濃度為0.01～0.08mol/L二水合檸檬酸三鈉，繼續超聲攪拌60~120min；陳化，清洗，烘干得負載銀的石墨烯量子點；石墨烯量子點懸浮液、硝酸銀溶液與二水合檸檬酸三鈉的體積比為3~4:2~3:1~2。（3）將0.1~0.5g負載銀的石墨烯量子點超聲攪拌（500~1000W超聲功率，300~500rpm攪拌速度）分散于乙醇中；之后加入體積比3~5:1的水和氨水，攪拌均勻后加入正硅酸乙酯（與負載銀的石墨烯量子點的質量比為1~2:1，調節pH值為9~10，反應溫度為20~25℃，反應1~3小時；進行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀；將該沉淀在90oC下干燥3h，以得到SiO2包覆的負載銀的石墨烯量子點。（4）將0.1~0.3mol/L鈦源（鈦源為氟鈦酸鉀、氟鈦酸銨、鈦酸異丙酯或四氯化鈦）加入到1mol/L硫酸溶液中，混合均勻；加入步驟（3）制得的SiO2包覆載銀石墨烯量子點，升溫至100~110℃，反應2~4h后，用濃氨水溶液調pH值至7，陳化6小時后，清洗，干燥，得到載銀/二氧化鈦石墨烯量子點。（5）載銀/二氧化鈦石墨烯量子點的表面處理：將0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散劑（DMSO）中，超聲攪拌（300~500W超聲功率，200~300rpm攪拌速度）并加入0.1~0.3g載銀/二氧化鈦石墨烯本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種抗菌聚乳酸材料的制備方法，其包括以下步驟：（1）將抗菌復合物分散在乳酸中，配制濃度為0.1~2g/L?的溶液，超聲攪拌60~90min，得抗菌乳酸溶液；（2）將抗菌乳酸溶液置于50~80℃真空烘箱中，真空烘24~36h，至混合液無殘余水為止；通過直接縮合法得到聚乳酸材料；其中，所述抗菌復合物的制備方法如下：（1）制備負載銀的石墨烯量子點：超聲攪拌50~60ml石墨烯量子點懸浮液，滴加硝酸銀溶液，控制反應溫度為45~60℃，滴加二水合檸檬酸三鈉，繼續超聲攪拌60~120min；陳化，清洗，烘干得負載銀的石墨烯量子點；（2）將0.1~0.5g負載銀的石墨烯量子點超聲攪拌分散于乙醇中；之后加入體積比3~5:1的水和氨水，攪拌均勻后加入正硅酸乙酯，調節pH值為9~10，反應溫度為20~25℃，反應1~3小時；進行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀；將該沉淀在90oC下干燥3h，以得到SiO2包覆的負載銀的石墨烯量子點；（3）SiO2包覆載銀石墨烯量子點的表面處理；（4）稱取多孔石墨烯配制成濃度為0.2~0.8mg/ml的石墨烯分散溶液，溶劑為水、丙酮或二甲基亞砜；超聲攪拌80~100ml石墨烯分散溶液，加入步驟（3）制得的SiO2包覆載銀石墨烯量子點，超聲攪拌10~30min，然后移至聚四氟乙烯的反應釜中，在80~120℃下保溫15~30min；冷卻，離心，清洗，烘干得抗菌復合材料。...

【技術特征摘要】
1.一種抗菌聚乳酸材料的制備方法，其包括以下步驟：（1）將抗菌復合物分散在乳酸中，配制濃度為0.1~2g/L的溶液，超聲攪拌60~90min，得抗菌乳酸溶液；（2）將抗菌乳酸溶液置于50~80℃真空烘箱中，真空烘24~36h，至混合液無殘余水為止；通過直接縮合法得到聚乳酸材料；其中，所述抗菌復合物的制備方法如下：（1）制備負載銀的石墨烯量子點：超聲攪拌50~60ml石墨烯量子點懸浮液，滴加硝酸銀溶液，控制反應溫度為45~60℃，滴加二水合檸檬酸三鈉，繼續超聲攪拌60~120min；陳化，清洗，烘干得負載銀的石墨烯量子點；（2）將0.1~0.5g負載銀的石墨烯量子點超聲攪拌分散于乙醇中；之后加入體積比3~5:1的水和氨水，攪拌均勻后加入正硅酸乙酯，調節pH值為9~10，反應溫度為20~25℃，反應1~3小時；進行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀；將該沉淀在90oC下干燥3h，以得到SiO2包覆的負載銀的石墨烯量子點；（3）SiO2包覆載銀石墨烯量子點的表面處理；（4）稱取多孔石墨烯配制成濃度為0.2~0.8mg/ml的石墨烯分散溶液，溶劑為水、丙酮或二甲基亞砜；超聲攪拌80~100ml石墨烯分散溶液，加入步驟（3）制得的SiO2包覆載銀石墨烯量子點，超聲攪拌10~30min，然后移至聚四氟乙烯的反應釜中，在80~120℃下保溫15~30min；冷卻，離心，清洗，烘干得抗菌復合材料。2.一種抗菌聚乳酸材料的制備方法，其包括以下步驟：（1）將抗菌復合物分散在乳酸中，配制濃度為0.1~2g/L的溶液，超聲攪拌60~90min，得抗菌乳酸溶液；（2）將抗菌乳酸溶液置于50~80℃真空烘箱中，真空烘24~36h，至混合液無殘余水為止；通過直接縮合法得到聚乳酸材料；其中，所述抗菌復合物的制備方法如下：（1）制備負載銀的石墨烯量子點：超聲攪拌50~60ml石墨烯量子點懸浮液，滴加硝酸銀溶液，控制反應溫度為45~60℃，滴加，繼續超聲攪拌60~120min；陳化，清洗，烘干得負載銀的石墨烯量子點；（2）將0.1~0.5g負載銀的石墨烯量子點超聲攪拌分散于乙醇中；之后加入體積比3~5:1的水和氨水，攪拌均勻后加入正硅酸乙酯，調節pH值為9~10，反應溫度為20~25℃，反應1~3小時；進行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀；干燥，得到SiO2包覆的負載銀的石墨烯量子點；（3）將0.1~0.3mol/L鈦源加入到1mol/L硫酸溶液中，混合均勻；加入步驟（2）制得的SiO2包覆載銀石墨烯量子點，升溫至100~110℃，反應2~4h后，用濃氨水溶液調pH值至7，陳化，清洗，干燥，得到載銀/二氧化鈦石墨烯量子點；（4）載銀/二氧化鈦石墨烯量子點的表面處理；（5）稱取多孔石墨烯配制成濃度為0.2~0.8mg/ml的石墨烯分散溶液，溶劑為水、丙酮或二甲基亞砜；超聲攪拌80~100ml石墨烯分散溶液，加入步驟（4）制得的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點，超聲攪拌10~30min，然后移至聚四氟乙烯的反應釜中，在80~120℃下保溫15~30min；冷卻，離心，清洗，烘干得抗菌復合材料。3.一種抗菌聚乳酸材料的制備方法，其包括以下步驟：（1）將抗菌復合物分散在乳酸中，配制濃度為0.1~2g/L的溶液，超聲攪拌60~90min，得抗菌乳酸溶液；（2）將抗菌乳酸溶液置于50~80℃真空烘箱中，真空烘24~36h，至混合液無殘余水為止；通過直接縮合法得到聚乳酸材料...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陸庚，
申請(專利權)人：佛山市高明區尚潤盈科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44