本发明涉及高分子材料,具体是一种高性能抗菌聚砜材料及其制备方法。
背景技术:
1、聚砜(psu)是略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物,是为数不多的得到应用的特种工程塑料之一。但是随着科技和生活的发展,人们对psu材料的性能要求,尤其是力学性能和抗菌性能要求越来越高。鉴于此原因,本发明创新地合成了一种高性能抗菌聚砜,扩展了psu复合材料的应用范围。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供一种高性能抗菌聚砜材料及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、本发明一方面公开了一种高性能抗菌聚砜材料,其由以下重量份的组分制成:
4、
5、其中,所述抗菌剂为葡萄糖-cu/mgo型抗菌剂。
6、作为本发明进一步的方案:所述抗菌剂的制备方法如下:
7、(1)常温条件下,将硝酸镁、葡萄糖、去离子水混合搅拌反应8-12h,得溶液a;
8、(2)70-90℃条件下,将氢氧化钠溶液缓慢滴加至溶液a,调整ph值为中性后,搅拌反应12-16h,得溶液b;
9、(3)日照条件下,将硝酸铜、氯化钾加入溶液b中,搅拌反应16-20h,得溶液c;
10、(4)将溶液c进行过滤、洗涤、70-90℃干燥,得到葡萄糖-cu/mgo型抗菌剂。
11、作为本发明进一步的方案:步骤(1)中,所述硝酸镁、葡萄糖、去离子水的质量比是(40-50):(20-30):(180-240)。实际操作中,去离子水过量即可。
12、作为本发明进一步的方案:步骤(3)中,所述溶液b、硝酸铜、氯化钾的质量比是(120-160):(30-40):(18-24)。
13、作为本发明进一步的方案:所述的抗氧剂为irganox168、irganox1010和irganox1330中的至少一种。
14、作为本发明进一步的方案:所述的玄武岩纤维的直径为10微米,添加玄武岩纤维可增加材料的力学性能。
15、本发明另一方面公开了如上述任一项所述的一种高性能抗菌聚砜材料的制备方法,包括以下步骤:
16、按照重量份称取psu、玄武岩纤维、抗菌剂和抗氧剂,混合并搅拌均匀,得到混合料;
17、将所述的混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒,即得到高性能抗菌聚砜。
18、作为本发明进一步的方案:所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度290~330℃,二区温度310~350℃,三区温度310~350℃,四区温度310~350℃,五区温度310~350℃,六区温度310~350℃;所述双螺杆挤出机的机头温度310~350℃,螺杆转速为200~280r/min。
19、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
20、(1)本专利的反应机理如下:
21、在最初的葡萄糖/naoh/mg2+溶液(即溶液b)中,发生以下反应:
22、mg(oh)2+2oh-→mg(oh)42-
23、mg(oh)42-→mgo+h2o+2oh-
24、在日照条件下,氯化铜中的cu2+转化为了纳米cu(cunps)
25、cucl2+2hv(e-)→cunps+2cl-
26、(2)本抗菌剂的抗菌机理如下:
27、葡萄糖-cu/mgo类型的抗菌剂持续释放并聚集在细菌周围的cu2+和mg2+,其粘附在细菌膜上的浓度可以通过葡萄糖的传递促进作用而被放大,然后这些离子透过细胞膜并与细胞内的蛋白质和dna带负电的官能团结合,导致蛋白质变性,dna缩合,从而导致细胞死亡,达到杀菌的效果。
28、(3)本发明合成了一种高性能抗菌聚砜,它具有很好的力学性能和抗菌性能,具有很大的推广价值。
1.一种高性能抗菌聚砜材料,其特征在于,其由以下重量份的组分制成:
2.根据权利要求1所述的一种高性能抗菌聚砜材料,其特征在于,所述抗菌剂的制备方法如下:
3.根据权利要求2所述的一种高性能抗菌聚砜材料,其特征在于,步骤(1)中,所述硝酸镁、葡萄糖、去离子水的质量比是(40-50):(20-30):(180-240)。
4.根据权利要求2所述的一种高性能抗菌聚砜材料,其特征在于,步骤(3)中,所述溶液b、硝酸铜、氯化钾的质量比是(120-160):(30-40):(18-24)。
5.根据权利要求1所述的一种高性能抗菌聚砜材料,其特征在于,所述的抗氧剂为irganox168、irganox1010和irganox1330中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种高性能抗菌聚砜材料,其特征在于,所述的玄武岩纤维的直径为10微米。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种高性能抗菌聚砜材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度290~330℃,二区温度310~350℃,三区温度310~350℃,四区温度310~350℃,五区温度310~350℃,六区温度310~350℃;所述双螺杆挤出机的机头温度310~350℃,螺杆转速为200~280r/min。
