一种抗菌透气膜及其制备方法与应用与流程

本发明属于高分子材料，更具体地说，涉及一种抗菌透气膜及其制备方法与应用。

背景技术：

1、透气膜目前被广泛应用于个人卫生用品如婴儿尿不湿、女性卫生垫或成人失禁产品。一些特定的渗透性膜也可用于其他产业，如医疗贴合膜。然而，这样的膜被大量消耗使用，极少能够被回收利用，大部分使用后被弃置。因此可生物降解的透气膜的开发具有现实意义。行业内也进行了多年的开发。

2、但是，这种通常基于聚乳酸等降解塑料占主体的可生物降解透气膜，往往聚焦在材料的机械性能和透气性能上，或者膜材结晶导致柔韧性不佳，或者不具备抗菌作用，或者抗菌作用需要额外添加额外小分子抗菌剂等辅料，但是这会带来，分散不均，抗菌物小分子迁移等一系列技术问题。而作为创伤组织材料需要的是抗菌作用，且贴合创面时，尽量减少低分子物的迁移，抗菌的同时不去影响皮肤组织创面的修复。皮肤是人体最重要的天然屏障，保护体内脏器，防止致病微生物的入侵等。创伤、烧伤、溃疡等原因造成的皮肤创面，如不增加额外的应力对创面进行稳固，容易导致创面的二次开裂。在愈合过程中极易受到致病微生物的侵袭而引起创面感染，导致创面延迟愈合甚至不愈合。因此，理想的皮肤创面材料应当具备良好的抗菌性能，兼具良好的透气性能，一方面能够持续保护创面不受外界致病微生物的侵袭，另一方面也能杀灭已经定植于创面的细菌防止感染进一步播散，优秀的透气性能，最终促进创面愈合，最终恢复皮肤的完整功能。同时使用后丢弃，可生物降解，对自然环境不造成污染，做到真正的环保可降解。因此，提供能抗菌的可生物降解透气膜仍然是本技术领域技术人员感兴趣的且需攻克的。

3、针对上述问题也进行了相应的改进，如中国专利cn202210361649.0，公开日为2022年6月3日，该专利公开了一种生物降解透气膜及其制备方法，其中，生物降解透气膜包括以下重量份的原料：80~100份pla树脂；15~25份pcl树脂；20~30份pbsa树脂；3~8份抗菌剂；2~5份抗氧化剂；4~10份功能填料；2~5份增塑剂；1~3份扩链剂；抗菌剂由茶多酚、百里香酚和壳聚糖复合组成；功能填料由钙质膨润土、甘油和二氧化钛复合组成。该专利的不足之处在于：虽能兼备良好机械性能、抗菌性能和透气性能；但是其原料较多，导致其成本较高且较难达到医用水平。

技术实现思路

1、1、要解决的问题

2、针对现有透气膜难以兼顾抗菌和透气的问题，本发明提供一种抗菌透气膜及其制备方法与应用。本发明通过降解改性抗菌粒子中的1,2-环氧丙基膦酸的抗菌基团共聚到聚合物表面，不再额外添加小分子抗菌剂，提供了优良的抗菌性能，同时不影响聚合物的降解性；使得透气膜可应用于一般皮肤创面的瘢痕敷面材料，具有良好的生物相容性，丢弃后可全生物降解，对环境无污染。本发明的制备方法操作简便，使得最终的透气膜具有良好的透水、透气性，其可达到wvtr≥1000g/m324h；同时具有优良的机械性能，其断裂伸长率≥500%，拉伸强度≥10mpa。

3、2、技术方案

4、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

5、一种抗菌透气膜，包括以下重量份的原料：pbat树脂10~70份；降解改性抗菌粒子10~60份；功能填料30~40份；扩链剂0.1~1份；增塑剂0.1~1份；抗氧剂0.1~1份；其中抗氧剂优选为组合抗氧剂，组合抗氧剂优选为抗氧剂1010和抗氧剂168混合物；

6、其中，所述降解改性抗菌粒子由环氧乙烷、二氧化碳和1,2-环氧丙基膦酸在二氯甲烷为溶剂的体系中聚合而成。

7、更进一步的，所述降解改性抗菌粒子中二氧化碳、环氧乙烷、1,2-环氧丙基膦酸共聚物为无定型材料，不结晶，玻璃化转变温度tg=13~15℃。

8、更进一步的，所述降解改性抗菌粒子的结构式如下：

9、

10、其中，mn=（5~8）×10^4；mw＝（15~20）×10^4 ；mw/mn=2~4；mn为数均分子量；mw为重均分子量；m和n代表结构重复单元，n/m取值为7~10。

11、更进一步的，所述功能填料包括至少一种研磨的含碳酸钙填料材料，且其具有重量中值粒子尺寸d50为1m ~10m；d98≤15m；残余总水含量0.02-0.1wt%。

12、一种如上述任一项所述的抗菌透气膜的制备方法，包括以下步骤：

13、按上述重量份计，将pbat树脂和降解改性抗菌粒子放置于干燥箱中进行干燥；

14、将干燥后的pbat树脂和降解改性抗菌粒子放入搅拌机中进行搅拌，同时加入扩链剂和抗氧剂；再依次加入增塑剂和功能填料进行搅拌，获得预混合原料；

15、将预混合原料投入至双螺杆挤出机进行挤出造粒，获得复合改性母粒；

16、将复合改性母粒置于干燥性内干燥；干燥后置于单螺杆吹膜机吹膜，得到最终的抗菌透气膜。

17、更进一步的，所述降解改性抗菌粒子的制备方法如下：

18、取二氯甲烷、1,2-环氧丙基膦酸、乙酸锌倒入反应釜中，进行搅拌均匀；

19、向反应釜中通入二氧化碳气体进行吹扫；

20、向反应釜中通入环氧乙烷气体；

21、将反应釜进行加热至55℃~60℃；

22、加热完成后，取出反应釜内混合物料，向混合物料中倒入无水乙醇溶液进行沉淀；随后进行过滤悬浊液，得到固定沉淀；将固体沉淀涂抹在聚四氟乙烯离型纸上，刮成薄膜，将薄膜进行烘烤和破碎，得到降解改性抗菌粒子。

23、更进一步的，向反应釜中通入二氧化碳气体和环氧乙烷气体时，均对反应釜进行不断搅拌。

24、更进一步的，向反应釜中通入二氧化碳气体进行吹扫时，吹扫的次数为2~3次。

25、一种如上述任一项所述的抗菌透气膜的应用，应用于医用领域。

26、3、有益效果

27、相比于现有技术，本发明的有益效果为：

28、本发明通过在原料中增加降解改性抗菌粒子，通过降解改性抗菌粒子中的1,2-环氧丙基膦酸的抗菌基团，共聚到聚合物表面，不再额外添加小分子抗菌剂，提供了优良的抗菌性能，同时不影响聚合物的降解性，适用于贴合皮肤的膜材表面性能；通过降解改性抗菌粒子和pbat树脂为双组份原料，使得最终的透气膜可以根据温度贴合皮肤创面，具有抗菌特性，对创伤组织修复提供抗菌透气作用；使得透气膜可应用于一般皮肤创面的瘢痕敷面材料，同时具有良好的生物相容性，同时丢弃后可全生物降解，对环境无污染；制备的透气膜具有良好的透水、透气性，其可达到wvtr（水蒸气透过率）≥1000g/m324h；同时具有优良的机械性能，其断裂伸长率≥500%，拉伸强度≥10mpa。

技术特征：

1.一种抗菌透气膜，其特征在于：包括以下重量份的原料：pbat树脂10~70份；降解改性抗菌粒子10~60份；功能填料30~40份；扩链剂0.1~1份；增塑剂0.1~1份；抗氧剂0.1~1份；

2. 根据权利要求1所述的一种抗菌透气膜，其特征在于：所述功能填料包括至少一种研磨的含碳酸钙填料材料，且其具有重量中值粒子尺寸d50为1m ~10m；d98≤15m；残余总水含量0.02-0.1wt%。

3.一种如权利要求1-2任一项权利要求所述的抗菌透气膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种抗菌透气膜的制备方法，其特征在于：所述降解改性抗菌粒子的制备方法如下：

5.根据权利要求4所述的一种抗菌透气膜的制备方法，其特征在于：向反应釜中通入二氧化碳气体和环氧乙烷气体时，均对反应釜进行不断搅拌。

6.根据权利要求4所述的一种抗菌透气膜的制备方法，其特征在于：向反应釜中通入二氧化碳气体进行吹扫时，吹扫的次数为2~3次。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的抗菌透气膜的应用，其特征在于：应用于医用领域。

技术总结
本发明公开一种抗菌透气膜及其制备方法与应用，属于高分子材料领域。针对现有透气膜难以兼顾抗菌和透气的问题，本发明提供一种抗菌透气膜，其包括以下重量份的原料：PBAT树脂10~70份；降解改性抗菌粒子10~60份；功能填料30~40份；相容剂0.1~1份；增塑剂0.1~1份；其中，所述降解改性抗菌粒子由环氧乙烷、二氧化碳和1,2‑环氧丙基膦酸在二氯甲烷为溶剂的体系中聚合而成。本发明通过降解改性抗菌粒子中的1,2‑环氧丙基膦酸的抗菌基团共聚到聚合物表面，不再额外添加小分子抗菌剂，提供了优良的抗菌性能，同时不影响聚合物的降解性；使得透气膜可应用于一般皮肤创面的瘢痕敷面材料，具有良好的生物相容性，丢弃后可全生物降解，对环境无污染。

技术研发人员：王慧,徐达乐
受保护的技术使用者：上海经海纬象生物材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8