本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种医用抗菌薄膜及其制备方法。
背景技术：
聚氯乙烯(pvc)材料本身较硬，加入增塑剂后，pvc就变得柔软而有弹性，易于成型加工，可以做成各种形状的医用制品，因而成为目前广泛普遍使用的制作医用制品的材料。但医用薄膜制品根据不同的使用要求不仅要求具有不同的软度、强度，且要求薄膜抗菌、无毒。然而现有的医用抗菌薄膜抗菌作用时间短、抗菌效果差，因此需要提出一种能够长效抗菌的医用薄膜材料。
技术实现要素：
基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种医用抗菌薄膜材料，以聚氯乙烯树脂为基料，加入包合有抗菌药物及纳米电气石粉的改性环糊精，使得薄膜材料具有长效抗菌及释放负离子的性能。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种医用抗菌薄膜材料，其组分及质量份数配比为：聚氯乙烯树脂30-50份、乙酰柠檬酸酯10-30份、纳米微晶纤维素胶10-20份、改性环糊精8-20份、抗菌药物0.8-8份、纳米电气石粉0.8-4份、光敏剂2-5份、抗氧化剂2-5份、抗静电剂2-5份。
所述改性环糊精为环糊精和环氧类交联剂在碱性条件下的反应物与经糊化后的阳离子淀粉搅拌反应，并在搅拌的同时调节ph至中性，后加入有机溶剂，离心分离，冷冻干燥后得到的接枝环糊精阳离子淀粉，即为改性环糊精。
优选地，所述纳米微晶纤维素胶由微晶纤维素粉末通过硫酸水解法制得。
优选地，所述抗菌药物为盐酸环丙沙星、盐酸左氧氟沙星或盐酸强力霉素中的一种。
优选地，所述纳米电气石粉的粒径为50-100nm。
优选地，所述光敏剂为乙酰丙酮铁、硬脂酸铁、二烷基二硫代氨基甲酸铁中的一种。
优选地，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂或亚磷酸酯类抗氧化剂。
优选地，所述环氧类交联剂为环氧氯丙烷、乙二醇二缩水甘油醚或双酚a二缩水甘油醚中的一种。
本发明还提供了上述医用抗菌薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1)：按照质量份数配比将改性环糊精置于研钵中，加入2-5倍重量的去离子水研匀，加入抗菌药物后再充分研磨10-20min，再加入纳米电气石粉后再充分研磨10-20min；之后置于40-60℃鼓风干燥箱中干燥3-6h；干燥后用去离子水洗涤，后经冷冻干燥后得到包合抗菌药物和纳米电气石粉的改性环糊精；
步骤2)：按照质量份数配比步骤1)制得的包合抗菌药物和纳米电气石粉的改性环糊精、聚氯乙烯树脂、乙酰柠檬酸酯、纳米微晶纤维素胶、光敏剂、抗氧化剂和抗静电剂投入到高速混合机内，在物料温度120℃下，混合10min得到混合料；
步骤3)：将步骤2)制得的混合料投入双螺杆挤出机，在挤出机温度为200-220℃时挤出，挤出的混合料经过水冷却后放入造粒机中进行造粒，经过粒料粉碎机粉碎，干燥后备用；
步骤4)：将步骤2)制得的混合料的颗粒投入单轴螺杆输送机，温度保持在160-180℃，吹膜成型，控制吹胀比在1.3-2.0；
步骤5)：将步骤4)制得的薄膜在uv固化机中进行uv处理，制得医用抗菌薄膜材料。
优选地，所述步骤1)中抗菌药物的加入量为接枝环糊精阳离子淀粉质量的10％-40％，纳米电气石粉的加入量为接枝环糊精阳离子淀粉质量的10％-20％。
本发明的医用抗菌薄膜的组分作用机理为：
本发明的医用抗菌薄膜以聚氯乙烯树脂为基料，加入包合抗菌药物和纳米电气石粉的改性环糊精、聚氯乙烯树脂、乙酰柠檬酸酯、纳米微晶纤维素胶、光敏剂、抗氧化剂和抗静电剂制得具备长效抗菌及负离子释放性能的医用薄膜。本发明的改性环糊精为接枝到阳离子淀粉上的环糊精，利用接枝到阳离子淀粉上的环糊精包合抗菌药物和纳米电气石粉，实现对抗菌药物和纳米电气石粉的屏蔽作用，控制药物和负离子的释放，使得药效和负离子释放长久。并且利用阳离子淀粉在薄膜中有高效的留着率，能够防止薄膜中抗菌药物的流失。纳米微晶纤维素胶通过硫酸水解法制得，纳米微晶纤维素表面附有硫酸根离子而带负电荷，而阳离子淀粉带有正电荷，使二者发生不可逆的吸附，借助纳米微晶纤维素独特的高强度性质弥补了淀粉低强度的缺点，同时利用纳米微晶纤维素的纳米级尺寸效应可以填充到淀粉分子无法填充到的纸张表面的细小沟壑，从而使薄膜表面的物理性质得到明显改善，从而增强了薄膜的耐撕裂强度。抗静电剂使得薄膜抗静电，不会吸附空气中的灰尘杂质等。乙酰柠檬酸酯配合聚氯乙烯树脂使用，增强了薄膜的稳定性和防霉性。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1.本发明的薄膜以聚氯乙烯树脂为基料，加入包合抗菌药物和纳米电气石粉的改性环糊精，使得本发明制得的薄膜具有长效抗菌抑菌性能以及释放负离子性能。
2.本发明的薄膜耐撕裂强度高，耐老化，使用寿命长，适用于医用防护服、设备防护罩等。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种医用抗菌薄膜材料，其组分及质量份数配比为：聚氯乙烯树脂40份、乙酰柠檬酸酯25份、纳米微晶纤维素胶15份、改性环糊精15份、盐酸环丙沙星3份、纳米电气石粉1.5份、乙酰丙酮铁3份、抗氧化剂3份、抗静电剂3份。
上述医用抗菌薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1)：按照质量份数配比将改性环糊精置于研钵中，加入3倍重量的去离子水研匀，加入盐酸环丙沙星后再充分研磨15min，再加入纳米电气石粉后再充分研磨15min；之后置于50℃鼓风干燥箱中干燥4h；干燥后用去离子水洗涤，后经冷冻干燥后得到包合抗菌药物和纳米电气石粉的改性环糊精；
步骤2)：按照质量份数配比步骤1)制得的包合抗菌药物和纳米电气石粉的改性环糊精、聚氯乙烯树脂、乙酰柠檬酸酯、纳米微晶纤维素胶、乙酰丙酮铁、抗氧化剂和抗静电剂投入到高速混合机内，在物料温度120℃下，混合10min得到混合料；
步骤3)：将步骤2)制得的混合料投入双螺杆挤出机，在挤出机温度为210℃时挤出，挤出的混合料经过水冷却后放入造粒机中进行造粒，经过粒料粉碎机粉碎，干燥后备用；
步骤4)：将步骤2)制得的混合料的颗粒投入单轴螺杆输送机，温度保持在170℃，吹膜成型，控制吹胀比在1.5；
步骤5)：将步骤4)制得的薄膜在uv固化机中进行uv处理，制得医用抗菌薄膜材料。
实施例2
一种医用抗菌薄膜材料，其组分及质量份数配比为：聚氯乙烯树脂50份、乙酰柠檬酸酯35份、纳米微晶纤维素胶20份、改性环糊精20份、盐酸左氧氟沙星8份、纳米电气石粉4份、硬脂酸铁5份、抗氧化剂5份、抗静电剂5份。
上述医用抗菌薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1)：按照质量份数配比将改性环糊精置于研钵中，加入4倍重量的去离子水研匀，加入盐酸左氧氟沙星后再充分研磨10min，再加入纳米电气石粉后再充分研磨20min；之后置于60℃鼓风干燥箱中干燥4h；干燥后用去离子水洗涤，后经冷冻干燥后得到包合抗菌药物和纳米电气石粉的改性环糊精；
步骤2)：按照质量份数配比步骤1)制得的包合抗菌药物和纳米电气石粉的改性环糊精、聚氯乙烯树脂、乙酰柠檬酸酯、纳米微晶纤维素胶、硬脂酸铁、抗氧化剂和抗静电剂投入到高速混合机内，在物料温度120℃下，混合10min得到混合料；
步骤3)：将步骤2)制得的混合料投入双螺杆挤出机，在挤出机温度为220℃时挤出，挤出的混合料经过水冷却后放入造粒机中进行造粒，经过粒料粉碎机粉碎，干燥后备用；
步骤4)：将步骤2)制得的混合料的颗粒投入单轴螺杆输送机，温度保持在180℃，吹膜成型，控制吹胀比在2.0；
步骤5)：将步骤4)制得的薄膜在uv固化机中进行uv处理，制得医用抗菌薄膜材料。
实施例3
一种医用抗菌薄膜材料，其组分及质量份数配比为：聚氯乙烯树脂30份、乙酰柠檬酸酯10份、纳米微晶纤维素胶10份、改性环糊精20份、盐酸强力霉素8份、纳米电气石粉4份、二烷基二硫代氨基甲酸铁2份、抗氧化剂2份、抗静电剂2份。
上述医用抗菌薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1)：按照质量份数配比将改性环糊精置于研钵中，加入2倍重量的去离子水研匀，加入盐酸强力霉素后再充分研磨10min，再加入纳米电气石粉后再充分研磨20min；之后置于40℃鼓风干燥箱中干燥6h；干燥后用去离子水洗涤，后经冷冻干燥后得到包合抗菌药物和纳米电气石粉的改性环糊精；
步骤2)：按照质量份数配比步骤1)制得的包合抗菌药物和纳米电气石粉的改性环糊精、聚氯乙烯树脂、乙酰柠檬酸酯、纳米微晶纤维素胶、光敏剂、抗氧化剂和抗静电剂投入到高速混合机内，在物料温度120℃下，混合10min得到混合料；
步骤3)：将步骤2)制得的混合料投入双螺杆挤出机，在挤出机温度为220℃时挤出，挤出的混合料经过水冷却后放入造粒机中进行造粒，经过粒料粉碎机粉碎，干燥后备用；
步骤4)：将步骤2)制得的混合料的颗粒投入单轴螺杆输送机，温度保持在160℃，吹膜成型，控制吹胀比在1.3；
步骤5)：将步骤4)制得的薄膜在uv固化机中进行uv处理，制得医用抗菌薄膜材料。
对比例1
一种医用抗菌薄膜材料，其组分及质量份数配比为：聚氯乙烯树脂50份、乙酰柠檬酸酯35份、纳米微晶纤维素胶20份、改性环糊精20份、纳米电气石粉4份、硬脂酸铁5份、抗氧化剂5份、抗静电剂5份。
上述医用抗菌薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1)：按照质量份数配比将改性环糊精置于研钵中，加入4倍重量的去离子水研匀，加入纳米电气石粉后再充分研磨20min；之后置于60℃鼓风干燥箱中干燥4h；干燥后用去离子水洗涤，后经冷冻干燥后得到包合纳米电气石粉的改性环糊精；
步骤2)：按照质量份数配比步骤1)制得的包合纳米电气石粉的改性环糊精、聚氯乙烯树脂、乙酰柠檬酸酯、纳米微晶纤维素胶、硬脂酸铁、抗氧化剂和抗静电剂投入到高速混合机内，在物料温度120℃下，混合10min得到混合料；
步骤3)：将步骤2)制得的混合料投入双螺杆挤出机，在挤出机温度为220℃时挤出，挤出的混合料经过水冷却后放入造粒机中进行造粒，经过粒料粉碎机粉碎，干燥后备用；
步骤4)：将步骤2)制得的混合料的颗粒投入单轴螺杆输送机，温度保持在180℃，吹膜成型，控制吹胀比在2.0；
步骤5)：将步骤4)制得的薄膜在uv固化机中进行uv处理，制得医用抗菌薄膜材料。
对比例2
一种医用抗菌薄膜材料，其组分及质量份数配比为：聚氯乙烯树脂50份、乙酰柠檬酸酯35份、纳米微晶纤维素胶20份、改性环糊精20份、盐酸左氧氟沙星8份、硬脂酸铁5份、抗氧化剂5份、抗静电剂5份。
上述医用抗菌薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1)：按照质量份数配比将改性环糊精置于研钵中，加入4倍重量的去离子水研匀，加入盐酸左氧氟沙星后再充分研磨20min；之后置于60℃鼓风干燥箱中干燥4h；干燥后用去离子水洗涤，后经冷冻干燥后得到包合抗菌药物的改性环糊精；
步骤2)：按照质量份数配比步骤1)制得的包合抗菌药物的改性环糊精、聚氯乙烯树脂、乙酰柠檬酸酯、纳米微晶纤维素胶、硬脂酸铁、抗氧化剂和抗静电剂投入到高速混合机内，在物料温度120℃下，混合10min得到混合料；
步骤3)：将步骤2)制得的混合料投入双螺杆挤出机，在挤出机温度为220℃时挤出，挤出的混合料经过水冷却后放入造粒机中进行造粒，经过粒料粉碎机粉碎，干燥后备用；
步骤4)：将步骤2)制得的混合料的颗粒投入单轴螺杆输送机，温度保持在180℃，吹膜成型，控制吹胀比在2.0；
步骤5)：将步骤4)制得的薄膜在uv固化机中进行uv处理，制得医用抗菌薄膜材料。
对上述实施例1至3及对比例1和2制得的医用抗菌薄膜进行耐撕裂性、抗菌性及负离子释放量进行测试，其中抗菌性能通过分别测试薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率来进行测试，测试结果如下表1所示。
表1医用抗菌薄膜性能测试结果
由上述测试结果可知，本发明的实施例1至3制得的医用抗菌薄膜抗撕裂强度大，且对于大肠杆菌和金黄色普通球菌有优异的抑制性，因此证明通过本发明的组分和配方制得的医用抗菌薄膜抗菌性能强；此外，本发明的实施例1至3制得的医用抗菌薄膜能够释放负离子，进而起到净化空气、辅助抑菌的作用，解决了现有技术中医用薄膜材料抗菌性能差、无净化空气效果的问题。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。