[发明专利]非释放型抗微生物黏附涂层在抗菌奶瓶中的应用

说明书

本发明涉及一种非释放型抗微生物黏附涂层在抗菌奶瓶中的应用，该涂层的主要成分由丙烯酸龙脑酯(BA)和聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)两种单体的共聚物构成，构建两亲立体化学抗菌高分子涂层，该涂层具有良好的抗微生物黏附性。该涂层制备方法主要包括以下步骤：第一步将光引发剂固定在奶瓶的表面，第二步将单体通过表面自由基引发聚合实现接枝以及共聚。本发明中所述涂层的制备方法简单，所得的接枝涂层安全稳定；可以充分发挥聚丙烯酸龙脑酯和聚乙二醇二丙烯酸酯各自的优点，协同阻止微生物粘附；该涂层可以应用于奶瓶表面的改性，能够确保接枝涂层的结构平整。

技术领域

本发明属于生物材料领域，涉及一种非释放型抗微生物黏附涂层在抗菌奶瓶中的应用。

背景技术

高分子基材广泛应用于人们的生活和工业生产中，如农业，食品，医疗，化工等。但是通常这些高分子不具有抗微生物黏附的功能，为微生物的黏附和传播提供了媒介，严重影响生产的效率，威胁人类的健康。这些微生物污染的问题近年来受到越来越多研究者关注，因此在不破坏高分子内部结构的同时，进行表面改性从而赋予其抗微生物黏附的性能，具有着重要意义。

目前的高分子抗菌材料的制备方法主要分为两种：一种是在制备过程中加入抗菌成分，如填充纳米粒子，加入抗菌剂等，这种方法成膜的稳定性高，但同时往往会导致生产工艺难度的加大，并且存在抗菌成分利用率不高的问题；另一种方法是在高分子加工成形之后，在表面负载抗菌成分，这种方法可以提高抗菌成分的利用率，但是存在着随着抗菌成分的释放，暴露出抗菌效果持久性差的问题。

例如，申请号201020104663的中国专利公开了防吸附抗菌奶瓶，该发明在奶瓶内表面设置一层PEO薄膜层，可有效防止细菌黏附及繁殖。申请号201510334709的中国专利提供了一种复合纳米银抗菌奶瓶的生产方法，该发明将银抗菌粒子填充于奶瓶中，具有优异的抗菌效果。上述抗菌奶瓶均存在抗菌效果持久性不足，甚至释放抗菌成分等问题。另外，现有的抗菌材料中很难兼具对真菌和细菌的抗性。因此，生产出具有高效稳定的非释放型抗微生物黏附的涂层的奶瓶一直是业界研究开发的重要目标。

近年来，通过紫外光辅助表面改性，引入功能基团的方法引起了研究人员的兴趣。1996年，杨和Ranby发明了一种对聚合物“两步”活性光接枝的方法，在紫外光照的条件下，光引发剂二苯甲酮(BP)可以夺取基材表面C-H键的H原子，从而产生表面自由基引发聚合，实现接枝链的增长，并且末端自由基可以与BP被还原生成的半频哪醇自由基耦合，从而实现了可控活性表面接枝聚合(Macromolecules，1996，29，3308)。随后，杨和尹等研究发现类似于二苯甲酮结构的异丙基硫杂蒽酮(ITX)也具有类似的性质，并实现了可见光范围内对聚合物基材的接枝。北京化工大学杨万泰在“光引发与表面改性”(高分子化学，2001，化学工业出版社)中对紫外光引发表面技术进行了综合的阐述，指出适合用于该方法的所有烯类单体，如丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酰胺等以及适用于该方法的光敏剂，如二苯甲酮、蒽酮等。申请号200310100364和200710146564的发明对上述方法进行优化，实现了对于多种高分子材料表面改性的目的。

申请号201410081985的发明公开了一种纤维素复合龙脑的抗菌材料，该发明用龙脑分子酯化修饰纤维素的高分子结构，从而实现抗微生物黏附的目的。该方法简单易行，具有良好的抗菌性能。申请号201910411303的发明公开了一种龙脑作为纺织品的表面修饰成分的应用，所述的纺织品首先用氨基硅氧烷进行表面改性，然后将醛基苯甲酸龙脑键合到纺织品的表面。利用该发明可以得到稳定安全的抗微生物黏附纺织品，同时对真菌和细菌都具有很好的抗黏附作用。

目前对龙脑抗微生物性能的研究只停留在单独使用龙脑对基材进行改性，并有着显著的抗菌效果，然而将龙脑的丙烯酸酯类单体进行光引发聚合不能实现修饰材料表面的抗菌性能(见对比例)。

另外，前述专利修饰方法局限于反应活性高的基团，并且操作步骤相对复杂，在生产过程中会导致不必要的资源浪费。而活性光接枝方法可减少功能单体的用量，实现绝大多数聚合物在抗微生物黏附领域的应用，这对于生产生活具有重要意义。