一種具有抗菌功能的聚乙烯醇縮醛復合海綿及其制備方法技術

本發明專利技術提供了一種具有抗菌功能的聚乙烯醇縮醛復合海綿及其制備方法。通過縮醛反應和自由基聚合反應在聚乙烯醇縮醛海綿上引入具有抗菌功能的物質，制備了具有抗菌性能的聚乙烯醇縮醛海綿。以聚乙烯醇縮醛海綿為基底材料，通過浸漬

【技術實現步驟摘要】
一種具有抗菌功能的聚乙烯醇縮醛復合海綿及其制備方法


[0001]本專利技術屬于高分子材料領域，具體是一種具有抗菌功能的聚乙烯醇縮醛復合海綿及其制備方法。

技術介紹

[0002]具有開孔結構的聚乙烯醇縮醛(PVF)海綿具有高吸水能力、優異的機械性能和良好的生物相容性。被廣泛用作清潔材料和生物醫學材料。拓展聚乙烯醇海綿的功能，使其可以滿足更多的使用需求。目前具有抗菌功能的聚乙烯醇縮醛海綿在健康、醫用敷料、止血材料、食品工業及衛生領域都有廣闊的應用前景。
[0003]目前，對于制備具有抗菌功能的聚乙烯醇縮醛海綿常見的方法有兩種，一種是將具有抗菌功能的材料如納米銀、氧化石墨烯、殼聚糖等無機有機抗菌劑在海綿制備過程復合制備或后期負載上去，使海綿具有抗菌功能，如專利CN101954115A《抗菌醫用海綿敷料及其制備方法》將一定量的聚乙烯醇、發泡劑、絲素蛋白與去離子水混合均勻之后高速攪拌發泡之后再加入醛和酸溶液，攪拌下聚乙烯醇與絲素蛋白在酸的催化下發生縮醛反應后，放入烘箱固化成型得到海綿基材。再將清洗干凈的海綿放入納米銀水溶液中浸泡30分鐘后進行冷凍干燥和加工成型。得到具有抗菌功能的聚乙烯醇醫用海綿敷料。但是此種方法得到海綿的抗菌功能時效短，污染環境，而且抗菌劑的大量釋放易對人體產生傷害。另一種制備具有抗菌功能的聚乙烯醇縮醛海綿的方法是通過利用化學交聯、聚合或者物理交聯等方法在材料表面接枝具有抗菌功能的單體或者在制備中引入具有抗菌性能的材料。通過這種方法制備得到的抗菌材料具有持久的抗菌性，抗菌功能穩定，而且生物相容性好等優點，具有廣闊的應用前景。例如陳雪(陳雪.抗菌型殼聚糖/聚乙烯醇載銀復合海綿敷料的制備和性能研究[D].重慶大學,2021.DOI:10.27670/d.cnki.gcqdu.2021.004011.)將殼聚糖溶液與聚乙烯醇溶液按一定的比例混合均勻之后加入戊二醛交聯，再加入一定的甘油塑化劑提高海綿的力學性能，混合均勻后將材料冷凍干燥即得到具有抗菌功能的聚乙烯醇海綿材料。Sha等人(Sha,D.,et al.,ACS APPLIED POLYMER MATERIALS,2020.2(11):p.4936
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4942.)將自制的聚乙烯醇縮甲醛海綿清洗干凈之后，浸泡入堿性溶液中，在氮氣氛圍條件下，將自制的季銨鹽環氧丙基
?
n,n
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二甲基十二烷基氯化銨(EDAC)同時加入堿性溶液中，季銨鹽中的環氧基團非?；钴S，在堿性條件下可與PVF中的羥基發生開環反應。成功制備得到具有優異抗菌功能的聚乙烯醇縮甲醛海綿。Yang等人(Yang,X.,et al.,Journal of Applied Polymer Science,2019.136(6):p.47047；Yang,X.,et al.,New journal of chemistry,2019.43(37):p.14961
?
14971.)以聚乙烯醇縮甲醛海綿材料為基材，通過在酸性條件下由硝酸鈰銨引發自由基反應在聚乙烯醇縮甲醛海綿上接枝具有抗菌功能的兩性離子、陽離子等以獲得具有抗菌功能的抗菌材料。還有就是利用對PVA進行功能化改性，以得到具有優異抗菌功能的聚乙烯醇縮醛海綿。如專利CN114106400A《一種氮丙啶交聯N鹵胺型抗菌PVA海綿及其制備方法與應用》中是將PVA和氯乙醛以及乙醛酸反應獲得含碳氯鍵和羧基的PVA，再與1
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氯
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2,2,5,5
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四甲基
?4?
咪唑啉酮反應，得到帶有鹵胺基團的PVA分子，進一步采用氮
丙啶交聯劑交聯并乳化成型后，經過冷凍干燥獲得N鹵胺型抗菌PVA海綿，所制備的N鹵胺型PVA海綿具有良好的抗菌性能和吸液性，可作為止血材料和創傷敷料使用。
[0004]然而上述改性方法中交聯殼聚糖等抗菌單體的抗菌效果有限，抗菌性能不理想且實驗設備要求高，難以實現大規模生產；利用含有自制環氧基團的抗菌單體進行改性也操作相對復雜，可以使用的原料選擇性小，反應效率低，難以得到高密度的接枝。對聚乙烯醇直接進行改性后聚乙烯醇的性能難以確定，易對海綿本身的力學性能和反應產生影響，制得的海綿效果不佳。

技術實現思路

[0005]基于以上方法的不足，本專利技術的目的在于提供一種具有抗菌功能的聚乙烯醇縮醛復合海綿及其制備方法。該制備方法操作過程簡單方便，原料來源廣泛，反應條件溫和，解決了現有技術中聚乙烯醇縮醛海綿改性操作復雜，海綿性能不佳，抗菌原料選擇范圍狹窄的問題。同時得到具有優異抗菌性能的聚乙烯醇縮醛復合海綿。本專利技術操作工藝簡單，設備要求低，可以實現大規模生產。
[0006]本專利技術的目的通過以下技術方案實現。
[0007]一種具有抗菌功能的聚乙烯醇縮醛復合海綿的制備方法，包括以下步驟：
[0008](1)將含有羥基的不飽和單體和具有抗菌功能的單體溶解在水溶液中；
[0009](2)往混合溶液中加入聚乙烯醇縮醛海綿；
[0010](3)將混合溶液調節至酸性；
[0011](4)往酸性混合溶液中加入引發劑得到引發劑體系發生雙鍵自由基反應，30
?
80℃反應2
?
15h；
[0012](5)將步驟(4)得到引發劑溶液和二醛溶液混合繼續反應，將反應后海綿清洗干凈得到具有抗菌功能的聚乙烯醇縮醛復合海綿。
[0013]進一步地，所述含有羥基的不飽和單體和具有抗菌功能的單體的質量比為1
?
3：3
?
13。
[0014]進一步地，所述含有羥基的不飽和單體和具有抗菌功能的單體總質量與水的質量比為0.2
?
6g：20
?
200g；
[0015]進一步地，所述含有羥基的不飽和單體和具有抗菌功能的單體的總質量與聚乙烯醇縮醛海綿的質量比為0.2
?
1：1；
[0016]進一步地，所述的酸性溶液為pH 2
?
6的酸性溶液；
[0017]進一步地，所述引發劑與所述含有羥基的不飽和單體和具有抗菌功能的單體的總質量的質量比為0.0005
?
0.01：1；
[0018]進一步地，所述二醛溶液與水溶液的質量比為0.01
?
0.05：1。
[0019]進一步地，所述的含有羥基的不飽和單體為3
?
丁烯
?1?
醇、丙烯酸羥乙酯、3
?
甲基
?3?
丁烯
?1?
醇、1,4
?
丁炔二醇、2
?
甲基
?3?
丁烯
?2?
醇、N
?
(2
?
羥丙基)甲基丙烯酰胺中的一種或多種。
[0020]進一步地，所述的具有抗菌功能的單體為4
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丙烯酰嗎啉、甲基丙烯酰氧乙基芐基二甲基氯化銨、烯本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種具有抗菌功能的聚乙烯醇縮醛復合海綿的制備方法，包括以下步驟：(1)將含有羥基的不飽和單體和具有抗菌功能的單體溶解在水溶液中；(2)往混合溶液中加入聚乙烯醇縮醛海綿；(3)將混合溶液調節至酸性；(4)往酸性混合溶液中加入引發劑得到引發劑體系發生雙鍵自由基反應，30
?
80℃反應2
?
15h；(5)將步驟(4)得到引發劑溶液和二醛溶液混合繼續反應，將反應后海綿清洗干凈得到具有抗菌功能的聚乙烯醇縮醛復合海綿。2.根據權利要求1所述的具有抗菌功能的聚乙烯醇縮醛復合海綿的制備方法，其特征在于：所述含有羥基的不飽和單體和具有抗菌功能的單體的質量比為1
?
3：3
?
13；所述含有羥基的不飽和單體和具有抗菌功能的單體總質量與水的質量比為0.2
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6g：20
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200g；所述含有羥基的不飽和單體和具有抗菌功能的單體的總質量與聚乙烯醇縮醛海綿的質量比為0.2
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1：1；所述引發劑與所述含有羥基的不飽和單體和具有抗菌功能的單體的總質量的質量比為0.0005
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0.01：1；所述二醛溶液與水溶液的質量比為0.01
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0.05：1。3.根據權利要求1所述的具有抗菌功能的聚乙烯醇縮醛復合海綿的制備方法，其特征在于，所述的含有羥基的不飽和單體為3
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丁烯
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醇、丙烯酸羥乙酯、3
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甲基
?3?
丁烯
?1?
醇、1,4
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【專利技術屬性】
技術研發人員：曾麗花，徐守萍，程江，皮丕輝，文秀芳，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：發明
國別省市：