一种TiO2-季铵化聚乙烯亚胺改性聚乳酸的抗菌膜及其制法制造技术

本发明专利技术涉及抗菌技术领域，且公开了一种TiO2‑

【技术实现步骤摘要】
一种TiO2‑
季铵化聚乙烯亚胺改性聚乳酸的抗菌膜及其制法


[0001]本专利技术涉及抗菌
，具体为一种TiO2‑
季铵化聚乙烯亚胺改性聚乳酸的抗菌膜及其制法。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，人们对于包装塑料的使用越来越多，虽然很方便，但是难以降解，对环境有巨大的危害，聚乳酸具有较好的生物相容性、可加工性、可生物降解等优点，可以替代传统的包装塑料，有效改善环境污染的问题，为了加强食品的品质和安全性，需要对绿色无污染的聚乳酸进行化学改性或加入抗菌剂，使其具有抗菌性能。
[0003]抗菌剂分为无机抗菌剂和有机抗菌剂，无机抗菌剂包括氧化锌、磷酸二氢铵、纳米二氧化钛等，有机抗菌剂包括香草醛、咪唑类、季铵盐类、双呱类等，其中纳米二氧化钛具有零毒性和优异的光催化抗菌性能，可以改性聚乳酸并提高其抗菌性能，但是纳米二氧化钛在聚乳酸中分散性较差，容易团聚，导致光催化抗菌性能降低，聚乙烯亚胺是一种水溶性功能大分子，对其进行季铵化改性后，其具有优异的抗菌杀菌性能，与纳米二氧化钛接枝，可以有效改善纳米二氧化钛在聚乳酸中的分散性，并协调改善聚乳酸的抗菌性能，因此，我们采用TiO2‑
聚乙烯亚胺改性聚乳酸的方式来解决上述问题。
[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种TiO2‑
季铵化聚乙烯亚胺改性聚乳酸的抗菌膜及其制法，解决了聚乳酸抗菌性能很差、同时解决了二氧化钛易团聚的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种TiO2‑
季铵化聚乙烯亚胺改性聚乳酸的抗菌膜，所述TiO2‑
季铵化聚乙烯亚胺改性聚乳酸的抗菌膜制备方法如下：
[0008](1)用3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷对纳米二氧化钛进行表面改性，得到氨基化纳米二氧化钛；
[0009](2)向反应瓶中加入四氢呋喃、丁烷四羧酸，置于搅拌装置中，分散均匀，在氮气氛围中，缓慢滴加N,N'
‑
羰基二咪唑的四氢呋喃溶液，室温反应4
‑
6h，加入氨基化纳米二氧化钛，室温反应4
‑
8h，离心，用去离子水洗涤干净并干燥，得到羧基化纳米二氧化钛；
[0010](3)向反应瓶中加入去离子水、羧基化纳米二氧化钛，分散均匀，加入N
‑
羟基琥珀酰亚胺、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐，分散均匀，逐滴加入聚乙烯亚胺水溶液，超声反应30
‑
90min，再静置6
‑
18h，离心，用无水乙醇洗涤干净并干燥，得到聚乙烯亚胺接枝纳米二氧化钛；
[0011](4)向反应瓶中加入溶剂N,N
‑
二甲基甲酰胺、聚乙烯亚胺接枝纳米二氧化钛、1
‑
溴丁烷、氢氧化钾，分散均匀，在80
‑
100℃下反应6
‑
18h，抽滤，用甲醇和去离子水洗涤干净并干燥，得到季铵化聚乙烯亚胺接枝纳米二氧化钛；
[0012](5)向反应瓶中加入聚乳酸、季铵化聚乙烯亚胺接枝纳米二氧化钛，分散均匀，将混合物置于平行双螺杆挤出机中挤出，再置于单螺杆吹膜机中吹膜，得到TiO2‑
季铵化聚乙
烯亚胺改性聚乳酸的抗菌膜。
[0013]优选的，所述步骤(2)中搅拌装置包括主体，主体的底部活动连接有烧杯，主体的顶部活动连接有安装架，安装架底部的左侧活动连接有电机，安装架的中间活动连接有固定轴，固定轴的中间活动连接有锥齿轮，固定轴的中间活动连接有主动轮，安装架的中间活动连接有活动轴，活动轴的顶部活动连接有被动轮，活动轴的底部活动连接有桨叶。
[0014]优选的，所述步骤(2)中丁烷四羧酸、N,N'
‑
羰基二咪唑、氨基化纳米二氧化钛的质量比为25
‑
45:15
‑
30:10。
[0015]优选的，所述步骤(3)中羧基化纳米二氧化钛、N
‑
羟基琥珀酰亚胺、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、聚乙烯亚胺的质量比为10:35
‑
55:45
‑
65:15
‑
25。
[0016]优选的，所述步骤(4)中聚乙烯亚胺接枝纳米二氧化钛、1
‑
溴丁烷、氢氧化钾的质量比为100:300
‑
500:10
‑
15。
[0017]优选的，所述步骤(5)中聚乳酸、季铵化聚乙烯亚胺接枝纳米二氧化钛的质量比为100:1.5
‑
2.5。
[0018](三)有益的技术效果
[0019]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：
[0020]该一种TiO2‑
季铵化聚乙烯亚胺改性聚乳酸的抗菌膜，氨基硅烷偶联剂与纳米二氧化钛表面的羟基反应，得到氨基化纳米二氧化钛，引入丰富的氨基，丁烷四羧酸上的羧基被N,N'
‑
羰基二咪唑活化后，与纳米二氧化钛的氨基发生酰胺化反应，得到羧基化纳米二氧化钛，具有丰富的羧基，在催化剂的作用下，羧基化纳米二氧化钛上的羧基与聚乙烯亚胺上的氨基反应，使聚乙烯亚胺接枝到羧基化纳米二氧化钛的表面，在氢氧化钾的催化作用下，1
‑
溴丁烷上的卤原子与聚乙烯亚胺上的氨基发生取代反应，进行烷基化修饰，得到季铵化聚乙烯亚胺接枝纳米二氧化钛，含有丰富的带正电荷的季铵离子，与聚乳酸共混后，由于季铵化聚乙烯亚胺与聚乳酸具有良好的相容性，在季铵化聚乙烯亚胺的修饰作用下，使纳米二氧化钛在聚乳酸基体中高度分散，减少了团聚现象。
[0021]该一种TiO2‑
季铵化聚乙烯亚胺改性聚乳酸的抗菌膜，抗菌膜上带正电荷的季铵离子与带负电荷的细菌之间产生静电作用，使得抗菌膜对细菌具有强烈的吸附作用，然后穿透细胞壁与细胞膜的类脂层和蛋白质层结合，并破坏细胞膜，使得细胞内物质泄露，从而杀死细菌等微生物，均匀分散的纳米二氧化钛在紫外光的照射下，产生光生电子和空穴，分别与氧气和水反应生成强氧化性的超氧自由基和羟基自由基，与细胞壁、细胞膜以及细胞内的成分发生化学反应，并氧化蛋白质、脂类等生物大分子物质，从而起到抑制和杀死细菌微生物的作用，使得TiO2‑
季铵化聚乙烯亚胺改性聚乳酸的抗菌膜具有优异的抗菌性能。
附图说明
[0022]图1是搅拌装置结构示意图；
[0023]图2是齿轮结构示意图；
[0024]图3是桨叶结构示意图。
[0025]1、主体；2、烧杯；3、安装架；4、电机；5、固定轴；6、锥齿轮；7、主动轮；8、活动轴；9、被动轮；10、桨叶。
具体实施方式
[0026]为实现上述目的，本专利技术提供如下具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TiO2‑
季铵化聚乙烯亚胺改性聚乳酸的抗菌膜，其特征在于：所述TiO2‑
季铵化聚乙烯亚胺改性聚乳酸的抗菌膜制备方法如下：(1)用3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷对纳米二氧化钛进行表面改性，得到氨基化纳米二氧化钛；(2)向四氢呋喃中加入丁烷四羧酸，置于搅拌装置中，分散均匀，在氮气氛围中，缓慢滴加N,N'
‑
羰基二咪唑的四氢呋喃溶液，室温反应4
‑
6h，加入氨基化纳米二氧化钛，室温反应4
‑
8h，离心，洗涤并干燥，得到羧基化纳米二氧化钛；(3)向去离子水中加入羧基化纳米二氧化钛，分散均匀，加入N
‑
羟基琥珀酰亚胺、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐，分散均匀，逐滴加入聚乙烯亚胺水溶液，超声反应30
‑
90min，再静置6
‑
18h，离心，洗涤并干燥，得到聚乙烯亚胺接枝纳米二氧化钛；(4)向溶剂N,N
‑
二甲基甲酰胺中加入聚乙烯亚胺接枝纳米二氧化钛、1
‑
溴丁烷、氢氧化钾，分散均匀，在80
‑
100℃下反应6
‑
18h，抽滤，洗涤并干燥，得到季铵化聚乙烯亚胺接枝纳米二氧化钛；(5)向聚乳酸中加入季铵化聚乙烯亚胺接枝纳米二氧化钛，分散均匀，将混合物置于平行双螺杆挤出机中挤出，再置于单螺杆吹膜机中吹膜，得到TiO2‑
季铵化聚乙烯亚胺改性聚乳酸的抗菌膜。2.根据权利要求1所述的一种TiO2‑
季铵化聚乙烯亚胺改性聚乳酸的抗菌膜，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴卫玲，
申请(专利权)人：广州荣哲科技有限公司，
类型：发明
国别省市：