一种生物杀菌塑料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于塑料领域，尤其涉及一种生物杀菌塑料。
【背景技术】
[0002] 抗菌塑料是一种具备抑菌或杀菌性能的特种塑料，其通常是将塑料母料与一定量 的抗菌剂共混造粒得到，经过注塑或吹塑等工艺可制得各种工业制品。目前已有抗菌塑料 中常用的抑菌剂主要分为两大类，一类是无机抗菌剂，另一类是有机抗菌剂。但是，这些化 学抗菌剂往往易造成环境污染或是对人体的健康有一定的危害。
[0003] 天然生物抗菌剂具备高效、无害以及环境友好等优势，随着人们环保意识的增强 和对健康要求的提高，天然生物抗菌剂将成为未来抗菌塑料的首选。天然生物抗菌剂主要 分为动物类抗菌剂和植物类抗菌剂，动物类抗菌剂主要包括甲壳质、壳聚糖以及一些抗菌 蛋白质、酶；植物类抗菌剂主要有桧柏、艾蒿以及芦荟等植物的提取物。然而，目前在市场上 很少见到有以天然生物活性分子为有效成分的抗菌塑料，这是由于传统热塑性塑料的加工 成型在高温（通常超过l〇〇°C )下进行，也就要求这些抗菌剂能够耐受高温而不分解变性， 但是由于生物活性分子在高温环境中易变性失活，因此很难找到一种普适性的方法来生产 这种抗菌塑料。
【发明内容】
[0004] 发明目的：本发明的目的是提供一种复合有生物活性抗菌分子，且具有良好杀菌 活性的生物杀菌塑料。
[0005] 技术方案：本发明的生物杀菌塑料通过以下步骤制得：将生物活性抗菌分子溶于 水中，配制成0. 1~IOwt%的混合溶液体系，向该体系中加入聚合物纳米粒子，混合均匀后 抽干，并将其放入模具中，在压力为100~250MPa、室温条件下压制1~20min后，泄压、 脱模，即制得该生物杀菌塑料，其中，聚合物纳米粒子与生物活性抗菌分子的质量比为5~ 1000:Io
[0006] 进一步说，本发明的生物活性抗菌分子优选可为溶酶菌、壳聚糖、抗微生物肽或杀 菌-渗透增强蛋白，配制的混合溶液体系优选可为〇. 1~17wt %，聚合物纳米粒子与生物活 性抗菌分子的质量比为5~500:1，聚合物纳米粒子的粒径为40~1500nm，优选可为40~ lOOOnm，进一步优选可为40~500nm。
[0007] 根据"去拥塞"原理，聚合物纳米粒子在经受压力时，其高分子链发生流动，从而能 够进一步地包裹生物活性抗菌分子，形成一种相对均匀的形貌结构，优选的，所施加的压力 为120~230MPa，室温为0~40°C。
[0008] 有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为通过以聚合物纳米粒子为载体， 在室温条件下（〇~40°C)复合天然生物活性抗菌分子，从而制得一种新型的生物杀菌塑 料，该塑料具有良好的杀菌活性、缓释特性以及不易造成环境污染且对人体健康无害等优 点；同时，其制备方法简单、环保，可广泛地应用于各种生物抗菌分子体系及各种高分子体 系。
【附图说明】
[0009] 图1为本发明的制备方法和传统的热塑加工方法制得的聚苯乙烯与β -半乳糖苷 酶复合塑料的生物活性对照图；
[0010] 图2为聚苯乙烯-溶菌酶复合塑料杀菌活性曲线图；
[0011] 图3为聚苯乙烯-溶菌酶复合塑料经大量无菌水多次洗涤后的滤液所测得的缓释 特性曲线图。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合附图对本发明的技术方案进一步描述。
[0013] 本发明的新型生物杀菌塑料通过以下步骤制得：将生物活性抗菌分子溶于水中， 配制成0. 1~IOwt%的混合溶液体系，向该体系中加入聚合物纳米粒子，混合均匀后抽干， 并将其放入模具中，在压力为100~250MPa、室温条件下压制1~20min后，泄压、脱模，即 制得该生物杀菌塑料其中，聚合物纳米粒子与生物活性抗菌分子的质量比为5~1000:1。
[0014] 一般在处理生物分子时，要经过无菌处理的水，且里面尽量不要含有太多无机盐 粒子，以免破坏生物活性，优选的，采用的水可为无菌蒸馏水。本发明的生物活性抗菌分子 优选可为溶酶菌、壳聚糖、抗微生物肽或杀菌-渗透增强蛋白，配制的混合溶液体系优选可 为0. 1~7wt %，其中，聚合物纳米粒子与生物活性抗菌分子的质量比为5~500:1，聚合物 纳米粒子的粒径为40~1500nm，优选可为40~lOOOnm，进一步优选可为40~500nm，所施 加的压力为120~230MPa，室温为0~40°C。
[0015] 实施例1
[0016] 聚苯乙烯与β -半乳糖苷酶复合塑料制备：利用乳液聚合法制备粒径为150nm的 聚苯乙烯纳米小球10克，依次用无水乙醇、蒸馏水分别洗涤5次后，真空干燥备用。将10毫 克β-半乳糖苷酶溶于IOml无菌蒸馏水中，充分搅拌、溶解至均一体系。将10克聚苯乙烯 小球加入体系中，快速搅拌使其形成均匀的悬浊液，并将该悬浊液抽干后放入模具中铺平， 经模具放入压力机中，在40°C条件下施加250MPa的压力，并将压力保持20min后，泄压、脱 模，可获得聚苯乙烯与β-半乳糖苷酶复合塑料。
[0017] 实施例2
[0018] 设计对比试验，分别采用传统的热塑加工方法和本发明的室温下的制备方法制备 聚苯乙烯与β -半乳糖苷酶复合材料，利用β -半乳糖苷酶可催化水解β -D吡喃半乳糖 苷（RBG)而生成具有红色荧光产物的性质，在验证酶的活性是否得到保持，试验结果如图1 所示，其中，纵坐标为酶催化反应产物的荧光强度，横坐标为反应时间。
[0019] 由图1可知，在采用传统的热塑加工方法制得的复合材料催化水解β -D吡喃半 乳糖苷（RBG)时，由于酶的活性消失，反应无法进行，因此其荧光强度一直保持在一个较低 的数值不变，而采用本发明室温条件下制得的复合材料催化水解β-D吡喃半乳糖苷（RBG) 时，β -半乳糖苷酶在复合材料中保持了良好的活性，其不断地催化水解β -D吡喃半乳糖 苷（RBG)生成强荧光的产物，在图中的表现形式为产物的荧光强度随反应时间增加而不断 地升高，最后趋于一个稳定值。
[0020] 实施例3
[0021] 聚氯乙烯与牛血清蛋白（BSA)复合塑料的制备：利用纳米粒子沉降法制备粒径约 为40nm的聚氯乙烯纳米小球5克，依次用无水乙醇、蒸馏水分别洗涤5次后，真空干燥备 用。将1克牛血清蛋白溶于IOml无菌蒸馏水中，充分搅拌、溶解至均一体系，将5克聚氯乙 烯纳米小球加入该体系中，快速搅拌使其形成均匀的悬浊液，并将该悬浊液抽干后放入模 具中铺平，经模具放入压力机中，在〇°C条件下施加 IOOMPa的压力，并将压力保持Imin后， 泄压、脱模，可获得聚氯乙烯与牛血清蛋白的复合塑料。
[0022] 实施例4
[0023] 聚苯乙烯-溶菌酶复合塑料的制备：采用乳液聚合法制备得到粒径为600nm的聚 苯乙烯纳米小球350g，依次经过无水乙醇及无菌蒸馏水分别洗涤5次后，真空干燥备用。 将0. 7g壳聚糖溶于IOml无菌蒸馏水中，配制成7wt%的混合溶液，充分搅拌、溶解至均一 体系，将350g聚氯乙烯小球加入体系中，快速搅拌使其形成均匀的悬浊液，并将该悬浊液 抽干后放入模具中铺平，经模具放入压力机中，在30°C条件下施加220MPa的压力，并将压 力保持20min后，泄压、脱模，即可获得复合有生物活性抗菌分子溶菌酶的杀菌聚苯乙烯塑 料，其杀菌活性曲线如图2所示，由图2的曲线可知，当复合塑料放入溶壁微球菌悬浊液中， 细菌被快速杀灭，体系澄清度快速升高，对应着图中的吸光