专利名称：一种生物质抗菌塑料制品的制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种生物质抗菌塑料制品的制备方法，包括纤维素，淀粉，聚乳酸等等生物高分子塑料制备的牙刷，塑料器皿以及包装材料等
坐寸O
背景技术：
目前，塑料制品在人们的日常生活和工农业生产中占十分重要的地位。随着塑料制品在日用品领域的广泛普及和应用，人们频繁地接触使用塑料制品，从而对塑料制品的要求越来越高。传统的PP，PE, PC等塑料由于难以分解回收，便形成了人们常说的白色污染，但是生物质塑料是一种可以在自然环境中完全降解的环保型塑料，在对环境越来越重视的今天，它在人们生活中的地位逐渐增强。但是生物质塑料材料易被各种有害细菌污染，在湿度适合的情况下，极易繁殖细菌。通过添加一些抗菌剂，得到的抗菌生物质塑料能够有效解决此问题。目前，常用的塑料抗菌剂有机抗菌剂和无机抗菌剂两类。有机抗菌剂主要有季铵盐类、醚类、苯酚类、噻唑类、联苯醚类化合物等，其特点是杀菌速度快、抗菌谱广，但是，其抗菌功能耐热性能差，抗菌有效期短。无机抗菌剂主要为银、锌等离子及其化合物或络合物，其特点是耐热性好，抗菌谱广，安全性闻等。本发明是对纤维素，淀粉，聚乳酸等生物质塑料制品，通过表面接枝，包覆等方法进行改性从而得到抗菌 性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物质抗菌塑料制品的制备方法，所述塑料制品包括牙刷，塑料器皿和包装材料等等。使其安全、可靠，并能够扩大抗菌范围，延长抗菌持续时间，且具有防霉功效。为实现上述目的，本发明提供的生物质抗菌塑料制品的制备方法，具体步骤如下:
(1)生物质塑料制品的制备:在140°C-170°C下通过注塑成型或挤出成型的方法对塑料制品进行加工得到一种或多种生物质塑料制品；
(2)将步骤(I)得到的生物质塑料制品进行接枝改性:室温下，将30g/L_90g/L环糊精加入到40g/L-80g/L的碳酸钠溶液中，并持续搅拌4-6min，然后去除生物质塑料制品上多余的溶液，并于75-85°C下真空烘干，并用清水冲洗后再次烘干，得到环糊精接枝的生物质塑料制品；
(3)抗菌剂的包覆:由于接枝上的环糊精具有空心圆台的分子结构，属于两亲性物质，外部含有亲水基团亲水，内部憎水，从而可以在抗菌剂乙醇溶液里对其进行抗菌剂包覆，将步骤(2)得到的接枝改性生物质塑料制品浸溃在含3%-10%的抗菌剂乙醇溶液l_5h后，用去离子水冲洗除去表面乙醇溶液；
烘干后，便可得到具有抗菌功能的生物质制品。本发明中，所述生物质塑料制品属于自然条件下可以部分降解或者完全的高分子塑料，为淀粉基塑料、纤维素基塑料或聚乳酸基塑料等中的一种以上。本发明中，所述的环糊精包括α、β或Y型环糊精等中的任一种。本发明中，所述的抗菌剂为硝酸咪康唑、纳米氧化锌或聚六亚甲基胍等胍类抗菌剂等中任一种。本发明的有益效果是:抗菌塑料制品为可生物降解高分子，环保无毒污染，且制备工艺简单，抗菌效果长久。
具体实施例方式下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。实施例1
1)一种抗菌塑料制品牙刷，使用淀粉基塑料母料，在150°c下进行注塑成型得到淀粉基牙刷制品。2)对上述牙刷制品浸溃在α环糊精(85g/L)以及催化剂碳酸钠(50g/L)的浓度下的水溶液中，并持续搅拌5min，然后去除制品上多余的溶液，并于适宜温度下真空烘干，并用清水冲洗后再次烘干，得到α环糊精接枝的牙刷制品。3)于室温下浸溃牙刷制品于含有5%在(w/v)硝酸咪康唑的乙醇溶液中搅拌1.5h，并用乙醇溶液以及去离子水冲洗得到最终的具有抗菌功能的牙刷制品。实施例2
I) 一种抗菌塑料器皿制品，使用纤维素基塑料母料，在150°C进行注塑成型得到纤维素基塑料器皿制品(如脸盆)。2)对上述塑料器皿制品浸溃在β环糊精(85g/L)以及催化剂碳酸钠(50g/L)的浓度下的水溶液中，并持续搅拌5min，然后去除制品上多余的溶液，并于适宜温度下真空烘干，并用清水冲洗后再次烘干，得到β环糊精接枝的塑料器皿制品。3)于室温下浸溃塑料器皿于含有5%在(w/v)聚六亚甲基胍的丙酮溶液中搅拌
1.5h，并用乙醇溶液以及去离子水冲洗得到最终的具有抗菌功能的塑料器皿。实施例3
1) 一种抗菌塑料包装材料，使用聚乳酸基塑料母料，在160°C进行注塑成型得到聚乳酸基制品。2)对上述包装材料制品浸溃在Y环糊精(85g/L)以及催化剂碳酸钠(50g/L)的浓度下的水溶液中，并持续搅拌5min，然后去除制品上多余的溶液，并于适宜温度下真空烘干，并用清水冲洗后再次烘干，得到Y环糊精接枝的包装材料品。3)于室温下浸溃包装材料于含有5%在(w/v)纳米氧化锌的乙醇溶液中搅拌1.5h，并用乙醇溶液以及去离子水冲洗得到最终的具有抗菌功能的包装材料。实施例4
I)一种抗菌塑料器皿制品，使用淀粉基塑料母料，在150°C进行注塑成型得到淀粉基塑料器皿制品。2)对上述塑料器皿制品浸溃在环糊精(85g/L)以及催化剂碳酸钠(50g/L)的浓度下的水溶液中，并持续搅拌5min，然后去除制品上多余的溶液，并于适宜温度下真空烘干，并用清水冲洗后再次烘干，得到α环糊精接枝的塑料器皿制品。3)于室温下浸溃塑料器皿制品于含有5% (w/v)纳米二氧化钛的乙醇溶液中搅拌1.5h，并用乙醇溶液以及去离子水冲洗得到最终的具有抗菌功能的塑料器皿制品。实施例5
I) 一种抗菌塑料包装材料制品，使用聚乳酸基塑料母料，在150°C进行注塑成型得到聚乳酸基基塑料包装制品。2)对上述塑料包装材料浸溃在β环糊精(85g/L)以及催化剂碳酸钠(50g/L)的浓度下的水溶液中，并持续搅拌5min，然后去除制品上多余的溶液，并于适宜温度下真空烘干，并用清水冲洗后再次烘干，得到β环糊精接枝的包装材料。3)于室温下浸溃塑料制品于含有5% (w/v)纳米银的乙醇分散液中搅拌1.5h，并用乙醇溶液以及去离子水冲洗得到最终的具有抗菌功能的塑料制品。实施例6
I) 一种抗菌塑料牙刷 制品，使用纤维素基塑料母料，在150°C进行注塑成型得到纤维素基塑料牙刷制品。2)对上述塑料牙刷浸溃在Y环糊精(85g/L)以及催化剂碳酸钠(50g/L)的浓度下的水溶液中，并持续搅拌5min，然后去除制品上多余的溶液，并于适宜温度下真空烘干，并用清水冲洗后再次烘干，得到Y环糊精接枝的包装材料。3)于室温下浸溃塑料制品于含有5% (w/v)甲基丙烯酰胺的丙酮分散液中搅拌
1.5h，并用乙醇溶液以及去离子水冲洗得到最终的具有抗菌功能的塑料制品。本发明实施例1至实施例6制备的抗菌生物质塑料的抗菌性能如表I所示。抗菌生物质塑料的抗菌性能测试:
抗菌性能检测参照中华人民共和国国轻工行业标准QB/T2591-2003，采用贴膜法。考察样品24h的抗菌率，菌落总数测定参照GB/T4789.2-2003计数。将粒料热压成型制成50mmX 50mm抗菌样板。抗菌率的计算式如下:
R(% ) = (B-C)/BX100
其中R为抗菌率) ；B为空白对照样品平均回收菌数，cfu/片；C为抗菌塑料样品平均回收菌数，cfu/片。表I
权利要求
1.生物质抗菌塑料制品的制备方法，其特征在于具体步骤如下: (O生物质塑料制品的制备:在140°c -170°C下通过注塑成型或挤出成型的方法对塑料制品进行加工得到一种或多种生物质塑料制品； (2)将步骤(I)得到的生物质塑料制品进行接枝改性:室温下，将30g/L-90g/L环糊精加入到40g/L-80g/L碳酸纳溶液中，并持续揽祥4-6min，然后去除生物质塑料制品上多余的溶液，并于75-85°C下真空烘干，并用清水冲洗后再次烘干，得到环糊精接枝的生物质塑料制品； (3)抗菌剂的包覆:由于接枝上的环糊精具有空心圆台的分子结构，属于两亲性物质，外部含有亲水基团亲水，内部憎水，从而可以在抗菌剂乙醇溶液里对其进行抗菌剂包覆，将步骤(2)得到的接枝改性生物质塑料制品浸溃在含3%-10%的抗菌剂乙醇溶液l_5h后，用去离子水冲洗除去表面乙醇溶液；烘干后，便可得到具有抗菌功能的生物质制品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述生物质塑料制品属于自然条件下可以部分降解或者完全的高分子塑料，为淀粉基塑料、纤维素基塑料或聚乳酸基塑料中一种以上。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述环糊精包括α型环糊精、β型环糊精或Y型环糊精中任一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述抗菌剂为硝酸咪康唑、纳米氧化锌或聚六亚甲基胍中任一种 。
全文摘要
本发明提供一种抗菌生物质塑料制品的制备方法，包括牙刷，塑料器皿，包装材料等等。采用如下方法制备1.通过注塑成型或挤出成型的方法对以淀粉，纤维素或聚乳酸为原料的母料进行加工得到一种或多种生物质塑料制品；2.对上述生物质塑料制品的接枝改性通过α、β、γ环糊精在碳酸钠溶液的存在下与纤维素、淀粉或者聚乳酸上的羟基反应，一段时间后对制品烘干并得到接枝改性生物质塑料制品。3.抗菌剂的包覆由于接枝上的α、β、γ环糊精具有空心圆台的分子结构，属于两亲性物质，外部含有亲水基团——亲水，内部憎水，从而可以在乙醇溶液里对其进行抗菌剂包覆。本发明的抗菌塑料制品安全、可靠，并能够扩大抗菌范围，延长抗菌持续时间，且具有防霉功效。
文档编号C08L3/02GK103172892SQ201310079869
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月13日 优先权日2013年3月13日
发明者袁华, 李浩淼 申请人:同济大学