[发明专利]一种纳米ZnO负载的抗菌聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种纳米ZnO负载的抗菌聚合物及其制备方法与应用，涉及抗菌聚合物技术领域，其特征在于：（1）、以异冰片基丙烯酸酯单体与N‑(4‑羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺为起始原料，在有效溶剂中，加入引发剂进行共聚反应，得到聚异冰片基丙烯酸酯‑co‑N‑(4‑羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺；（2）、将步骤（1）制备的聚合物溶于四氢呋喃中，加入氧化锌纳米材料和聚乙烯吡咯烷酮于常温密封下搅拌，然后超声，最后用离心机离心得到目标产物，本发明制备的纳米ZnO负载的异冰片基丙烯酸酯‑co‑N‑(4‑羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺聚合物对于大肠杆菌，具有优异的杀菌效果。

技术领域：

本申请涉及一种纳米ZnO负载的抗菌聚合物及其制备方法与应用，更具体的讲是涉及一种纳米ZnO负载的聚异冰片基丙烯酸酯-co-N-(4-羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺聚合物的制备方法及用途。

背景技术：

氧化锌(ZnO)纳米颗粒是一种n型半导体材料，具有光催化活性高、抗菌活性持久等特点，在环境保护方面应用前景广阔(环境工程学报，2021，15(2)：469-480)。ZnO纳米材料具有表面效应、介电限域效应、生物相容性、低毒性、兼容性和抗菌活性(Environ.Sci.Technol.,2011,45,5,1977–1983)等，将纳米ZnO借助羟基基团形成的氢键作用以及范德华和其它原子力间的相互作用而负载在聚合物表面可以增强聚合物的光催化性能和抗菌性能。

目前，采用纳米氧化锌/聚合物制备的复合抗菌剂，如中国专利CN201310082562.0公开的一种“原位聚合法制备织物用聚合物/纳米ZnO复合抗菌剂的方法”；以及采用纳米氧化锌制备的抗菌薄膜、抗菌纤维及抗菌材料等：如：中国专利CN201611015721.5公开的一种“基于原位乳液聚合法制备的改性酪素/百里香酚/纳米ZnO复合抗菌薄膜及其方法”，以及中国专利CN201711215537.X公开的“一种有机无机杂化纳米抗菌材料及其制备方法和用途”。

本发明主要探寻“纳米ZnO负载+异冰片基丙烯酸酯+羟基基团”的组合，联合制备一种新型的抗菌材料，该材料对于大肠杆菌，具有优异的抗菌活性。

发明内容：

本发明的第一方面目的是提供一种纳米ZnO负载的抗菌聚合物，其特征在于：以纳米氧化锌和聚异冰片基丙烯酸酯-co-N-(4-羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺聚合物为原料，合成纳米ZnO负载的聚合物，此类聚合物具有优异的抗菌活性。

本发明的第二方面目的是提供一种纳米ZnO负载的抗菌聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、以异冰片基丙烯酸酯单体与N-(4-羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺为起始原料，在有效溶剂中，加入引发剂进行共聚反应，得到聚异冰片基丙烯酸酯-co-N-(4-羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺；

(2)、将步骤(1)制备的聚合物溶于四氢呋喃中，加入氧化锌纳米材料和聚乙烯吡咯烷酮于常温密封下搅拌，然后超声，最后用离心机离心得到目标产物。

涉及的反应方程式如下：

采用以下工艺，可以获得刚好的产率：

步骤(1)中：

所述有效溶剂选自甲苯、甲醇中的任意一种。

所述的引发剂选自偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈中的任意一种。

所述的异冰片基丙烯酸酯与N-(4-羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺单体的反应摩尔比为0.5～2。

反应温度为60～80℃；反应时间12～16h。

特别优选的：当异冰片基丙烯酸酯与N-(4-羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺单体的反应摩尔比为1：2，有效溶剂为甲苯，溶剂使用量为2ml，引发剂为偶氮二异庚腈，反应温度为70℃。反应14h，得到反应产物的产率较高。