[发明专利]一种β-环糊精共聚物山梨酸钾配合物的制备方法及其抑菌应用

说明书

本发明属于功能材料领域，特别涉及一种β‑环糊精共聚物山梨酸钾配合物的制备方法及其抑菌应用。通过酰化反应合成β‑环糊精衍生物，再将其与苯乙烯通过自由基聚合反应合成β‑环糊精共聚物。利用环糊精共聚物空腔结构包合山梨酸钾，制备β‑环糊精共聚物山梨酸钾配合物。将配合物作为抑菌型助剂与聚苯乙烯共混，研究其对酵母菌、金黄色葡萄球菌粘附量的影响。

技术领域

本发明属于功能材料领域，特别涉及一种β-环糊精共聚物山梨酸钾配合物的制备方法及其抑菌应用。

背景技术

聚苯乙烯质地刚硬、光泽好、透光率大、着色性好，具有高于100℃的玻璃化转变温度，加工简单，价格低廉，近年来国内外公司相继推出以聚苯乙烯为主体材料的润肤霜、维生素E、维生素C和乳膏等的包装盒。但是这些产品表面存在大量空隙，并且可能会受静电影响，吸附灰尘、细菌、病菌等，如何改善聚苯乙烯制品表面抑菌性成为当下研究的热点之一。

β-环糊精(β-CD)是由七个D-(+)-吡喃葡萄单元组成，具有“内腔疏水和外壁亲水”的特殊结构和性质，在水相中能够像酶一样作为主体分子为客体分子提供疏水环境，环糊精不具有还原性末端，普通的淀粉酶难于将他们水解，中性条件下性能稳定，本身无毒，常用在分析化学、医学、食品等行业。

发明内容

针对聚苯乙烯制品存在的问题，本发明提供一种β-环糊精共聚物山梨酸钾配合物的制备方法，将其作为抑菌型助剂与聚苯乙烯共混，对酵母菌、金黄色葡萄球菌等进行粘附。

具体操作步骤包括：

(1)制备β-环糊精衍生物

冰水浴条件下，将β-CD溶解后，加入Et₃N，并向其中加入丙烯酰氯，反应充分后离心除去不溶解的固体杂质，将除去固体杂质的滤液进行旋转蒸馏后，沉降出固体产物，洗涤、抽滤后干燥，得到β-环糊精衍生物，

该步骤的反应机理为：

(2)制备β-环糊精共聚物

将步骤(1)中制得的β-环糊精衍生物、St、溶剂、引发剂混合后充分反应，抽滤、洗涤、干燥得到β-环糊精共聚物，

其中，β-环糊精衍生物与St的摩尔投料比为1：99～10：90，通过改变投料比，得到结构组成不同的共聚物，

溶剂为DMF，引发剂为AIBN，

反应温度为80℃，烘干温度为60℃；

(3)制备β-环糊精共聚物山梨酸钾配合物

将步骤(2)制得的β-环糊精共聚物与山梨酸钾水溶液混合并充分搅拌，抽滤得到固体产物，干燥后得到β-环糊精共聚物山梨酸钾配合物，

其中，山梨酸钾水溶液浓度为0.1g/ml。

本发明还提供了一种上述制备方法所得的配合物的抑菌应用：将β-环糊精共聚物山梨酸钾配合物与聚苯乙烯密炼共混，密炼机的前、中和后板温度均设置为180℃，转子转速为30r/min，密炼5min。

本发明的有益效果在于：

环糊精的包合作用很大程度上取决于其环状结构所处的环境，如环状结构周围的分子链的类型、分布，酸碱度、温度等，本方案中加入苯乙烯与环糊精衍生物形成高聚物，实现包合也要靠聚苯乙烯对环结构的影响，而环糊精与其他聚合单体共聚后，由于对环结构影响不同，未必能实现包合；

本发明通过酰化反应在β-CD上成功引入双键结构，将其与St发生自由基聚合反应，制备Poly(β-CD-AC-co-St)，利用共聚物对环糊精空腔结构的影响，制备具有包合/缓释中性山梨酸钾能力的抑菌型高分子助剂，且共聚物中环糊精结构含量直接影响山梨酸钾PSA的包合量；