[发明专利]制备吡啶盐型聚合物抗菌材料的辐射接枝法

说明书

本发明涉及功能高分子材料的制备方法，特别是指一种制备吡啶盐型聚合物抗菌材料的辐射接枝法。

聚合物抗菌剂由于其化学结构稳定、不挥发、难以渗透人和动物的皮肤，以及较高的抗菌效率和较好的操作安全性等，近年来已成为抗菌材料研究领域中一个崭新的发展方向。在大分子主链上含有吡啶盐基团的抗菌剂，虽然具有较好的抗菌性能，但成本高，而且作为一种材料，其可加工性、机械力学性能都有一定的局限性，难以满足某些应用要求。在《聚合物科学进展》杂志1992年17期P1～34页由日本的Kawabata(川端成彬)公开了一种吡啶盐型聚合物对微生物和病毒的捕捉作用以及在生物工程和水净化方面的应用。它采用浸渍法，在无纺布上制得聚合物抗菌材料的方法，它的具体做法是：将亲水性的无纺布放入含吡啶盐树脂的溶液中浸渍——干燥，然后再浸渍——再干燥，反复多次，使吡啶盐树脂负载在无纺布上制得可有效滤除水中微生物的聚合物抗菌材料。当使用5层吡啶盐树脂的含量为0．09mmol／g的抗菌材料过滤大肠杆菌(E．coli)时，在初始菌液(用灭菌生理盐水配制)浓度为10⁶cells／ml的条件下，除菌率为94％，使用15层抗菌材料时，除菌率为99．93％。然而，此法不仅原材料价格昂贵，在我国难以工业应用，而且浸渍法得到的聚合物抗菌材料的基体与含功能基的聚合物之间只是一种亲和力作用，结合不牢固，因此，这种用浸渍法制备的抗菌材料的抗菌安全性和持久性均得不到保证。

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种抗菌性能优良、成本低廉，机械力学性能和加工性能良好，易于工业化且具有广阔的应用前景的吡啶盐型聚合物抗菌材料的辐射接枝法，以满足实际应用的要求。

本发明的目的是通过如下措施来达到的。

制备吡啶盐型聚合物抗菌材料的辐射接枝法，其特征在于采用辐射接枝的方法，使具有抗菌活性的功能基团通过化学键结合在聚合物基体表面。

本法各组分以重量百分比(wt％)计

第一种方法即预辐射接枝法，其步骤及工艺条件如下：

步骤一：辐射接枝物的制备

(1)聚丙烯(PP)无纺布的预辐照

将规格为27～60g／m²的聚丙烯(PP)无纺布于常温下空气气氛中预辐照5～25kGy(辐射剂量单位)，辐射源为钴源⁶⁰Co的Υ射线源；

(2)反应液的配制

以甲醇或甲苯为溶剂，将各组分以下列重量百分比加入烧瓶中充分混合配成反应液：4-乙烯基吡啶(4VP)5～80wt％，阻聚剂为莫尔盐即FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O 0．1～0．5wt％，硫酸0～5wt％，交联剂为二乙烯基苯(DVB)0～10wt％；

(3)辐射引发接枝

按PP∶反应液=1∶6(wt)，将步骤一(1)所得已预辐照过的聚丙烯(PP)无纺布置于步骤一(2)所得的反应液中充分浸泡后取出，再将其置于三口烧瓶中，通氮除氧，在80～95℃下反应，当乙醇作溶剂时，反应5～7小时，当甲苯作溶剂时，反应0．5～1小时后，抽提掉未反应的单体和均聚物，即得含4-乙烯基吡啶(4VP)的辐射接枝物；

步骤二：辐射接枝物的季铵化反应

将步骤一所制得的含4-乙烯基吡啶(4VP)的接枝物用足量乙醇充分溶胀，然后加入过量100％(以接枝物中4VP的物质的量为基准)的卤代烃，通氮除氧，在70～80℃反应6～8小时，即制得含吡啶盐辐射接枝物的聚合物抗菌材料。

制备吡啶盐型聚合物抗菌材料的辐射接枝法的第二种方法即共辐射接枝方法的步骤及其工艺条件如下：

步骤一：辐射接枝物的制备

按PP∶反应液=1∶6(wt)，将规格为27～60g／m²的聚丙烯(PP)无纺布放入由4-乙烯基吡啶(4VP)5～80wt％，二乙烯基苯(DVB)0～10wt％，阻聚剂0．1～0．5wt％，硫酸0～5wt％，以甲醇或甲苯为溶剂组成的反应液中充分浸泡后取出；再将其置于辐照管中，充氮后密封，用⁶⁰Co源辐照10～50kGy，抽提掉未反应的单体和均聚物，即得到含4-乙烯基吡啶(4VP)的辐射接枝物；

步骤二：辐射接枝物的季铵化反应

同第一种方法

本发明与现有技术相比具有如下显著特点；