一种具有原位抗菌性能的高吸收树脂及其合成方法技术

一种具有原位抗菌性能的聚丙烯酸钠高吸收性树脂及其制备方法，在传统聚丙烯酸钠高吸收性树脂的配方中，添加对银离子具有还原作用的丙烯醛组分聚合得到，聚合反应结束后，添加硝酸银溶液进行氧化还原反应，得到含有纳米银结构的原位抑菌高吸收性树脂，其对水、盐水和血液的吸收性能几乎没有改变的前提下，对大肠杆菌和金黄葡萄球菌等细菌具有明显的抑制作用，同时纳米银在高吸水树脂中均匀分散，保证了抗菌性能的均一性和长效性。了抗菌性能的均一性和长效性。

A high absorption resin with in-situ antibacterial properties and its synthesis method

【技术实现步骤摘要】
一种具有原位抗菌性能的高吸收树脂及其合成方法


[0001]本专利技术属于聚丙烯酸钠高吸收性树脂的生产领域，具体涉及一种具有原位抗菌性能的改性聚丙烯酸钠高吸收性树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前全球总产量80％以上的高吸水树脂(SAP)都应用于妇女卫生巾，纸尿裤等医疗卫生领域，它们是直接与人体皮肤接触出于安全考虑要求其具有较好的抗菌性能因此，研究抗菌型SAP具有重要意义，其推广应用前景十分广阔。
[0003]抗菌型SAP的主要制备方法有合成法和表面改性法合成法是在合成树脂时加入抗菌剂，使抗菌剂的抗菌基团结合到树脂的空间网络结构中从而使树脂具有抗菌性，表面改性法是将抗菌剂结合到已经合成的树脂表面通过吸附法或将抗菌剂制成薄膜包裹在树脂颗粒表面从而使树脂具有抗菌性，目前国内外所使用的抗菌剂可分为无机、有机和天然抗菌剂3大类，由于抗菌型SAP是抗菌剂和SAP相结合的产物，所以相对应的抗菌型SAP类型可分为无机，有机和天然抗菌剂SAP 3类。而无机抗菌剂的优点是抗菌谱广，长效，耐热性好，不产生耐药性而得到更加广泛的应用。而银离子或者纳米银是最广泛采用的无机抗菌剂，由于纳米银单质的抗菌效果又远远高于银离子的抗菌性，因而被更广泛的应用于抗菌SAP的合成与制备。而纳米银SAP的制备方法目前一般的制备方法是将SAP与银离子溶液(硝酸银溶液最常见)混合后，采用外加还原剂还原的方式制备，这样很难保证纳米银在SAP中的均匀分散，也就很难保证其抗菌性能的均一性和长效性。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术的目的是提供一种树脂结构中本身带有对银离子具有还原性物质的SAP，其可以原位将银离子还原为纳米银单质，同时该物质又与SAP的主要结构组分也就是丙烯酸结构相似和很好的水溶性，从而在保证其具有优异抗菌性的同时，对其吸水性几乎没有影响。为达上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种具有原位抗菌性能的高吸收树脂，该体系主要在丙烯酸、丙烯醛基体和氢氧化钠等的基础上，加入硝酸银反应得到。
[0006]所述具有原位抗菌性能的高吸收树脂，根据需要，其可进一步含有功能单体，功能单体优选为N
‑
氨基酸基丙烯酰胺，具体为丙烯酸的羧基与天然氨基酸的α氨基反应得到的酰胺。更具体的，该功能单体为中国专利CN109970904B中所述的N
‑
氨基酸基丙烯酸酰胺，其作用是赋予树脂以高吸血性。
[0007]所述具有原位抗菌性能的高吸收树脂，包括以下按重量分数计的原料：
[0008][0009]所述具有原位抗菌性能的高吸收树脂，按重量份计，其引发剂包括4
‑
6份氧化剂，2
‑
3份还原剂，20
‑
30份去离子水。
[0010]对于上述原料，所述的丙烯酸的中和度为75％
‑
85％；所述的交联剂为双丙酮丙烯酰胺，聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种或者其混合物；所述的氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的一种；所述的还原剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、抗坏血酸中的一种。
[0011]一种具有原位抗菌性能的高吸收树脂的制备方法，其包括丙烯酸、丙烯醛以及可选的功能单体的中和反应，聚合反应，加入硝酸银的还原反应，以及后处理步骤得到。
[0012]具体的，所述制备方法具体包括如下步骤：
[0013](1)中和反应
[0014]将丙烯酸、丙烯醛、以及可选的功能单体与氢氧化钠溶液进行中和反应得到中和液；
[0015](2)聚合反应
[0016]将上述中和液与交联剂和引发剂混合反应得到聚合物软胶体；
[0017](3)还原反应
[0018]将硝酸银溶液加入上述聚合物软胶体混合反应得到产物；
[0019](4)可选的，还进一步包括将所得产物干燥粉碎的后处理步骤。
[0020]其中，所述原料用量为：
[0021][0022]优选的，步骤(1)中控制反应温度低于50℃，将氢氧化钠水溶液滴加至反应体系后再搅拌，使其自然冷却；步骤(2)将在20℃
‑
60℃下搅拌聚合反应10
‑
20分钟；步骤(3)将硝酸银配制为浓度为10％
‑
50％浓度的水溶液；步骤(4)包括将得到的产物在100℃
‑
180℃下烘干50
‑
120分钟，粉碎为颗粒状物料。
[0023]例如：本专利技术所述的一种具有原位抗菌性能的高吸水树脂的制备方法可以为如下步骤：
[0024](1)丙烯酸及其功能单体的中和反应
[0025]将氢氧化钠配制成30％的水溶液，将剩余的去离子水和丙烯酸加入中和釜，将N
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氨基酸基丙烯酸酰胺溶解于其中，搅拌均匀。将自然放冷到室温的氢氧化钠水溶液滴加入中和釜中，控制反应温度低于50℃，滴加完毕后再搅拌20
‑
30分钟，自然冷却。
[0026](2)聚合反应
[0027]将以上得到的中和液加入聚合反应釜，搅拌下加入交联剂和引发剂的水溶液，在20℃
‑
60℃下搅拌聚合反应10
‑
20分钟，得到聚合物软胶体。
[0028](3)还原反应
[0029]将硝酸银配制为浓度为10％
‑
50％浓度的水溶液，搅拌下加入以上聚合物软胶体中，充分搅拌1
‑
3小时。
[0030](4)干燥粉碎
[0031]将步骤3)得到的软胶体在100℃
‑
180℃下烘干50
‑
120分钟，粉碎为颗粒状物料。
[0032]本专利技术的有益效果：
[0033]在聚合单体中加入丙烯醛单体，其含有的醛基可以将银离子还原为单质银，由于其在聚合物结构中均匀分布，可以使得还原得到的纳米银单质均匀分散于SAP中，而且可以通过控制丙烯醛的含量以及其与硝酸银的配比而得到不同载银量的SAP，同时丙烯醛在水中的溶解性也非常好，其与银离子发生氧化还原反应后可以被氧化为丙烯酸结构，从而对其吸水性不会产生影响；另外含有天然氨基酸结构的功能单体的加入，可以有效提高和控制其吸血性能，赋予SAP高吸血性能，从而将其应用于妇女卫生巾等对吸血性能有较高要求的领域，也可以不加入该功能单体，从而将其应用于纸尿裤等对吸血性能没有要求的领域。
具体实施方式
[0034]下面结合实施例对本专利技术作行进一步说明，但是本专利技术并不仅局限于此。
[0035]实施例1
[0036]称取180kg氢氧化钠，配制成30％的水溶液，放置冷却；将360kg丙烯酸、10kg丙烯醛和100kg去离子水加入中和釜，搅拌溶解均匀后，滴加以上配制的氢氧化钠水溶液，控制中和釜的温度低于50℃，滴加完毕后，再搅拌反应20
‑
30分钟。
[0037]称取4.3kg过硫酸铵，2.2kg亚硫酸钠和7kg双丙酮丙烯酰胺溶解于25kg去本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有原位抗菌性能的高吸收树脂，其在丙烯酸、丙烯醛、氢氧化钠的基础上，加入硝酸银反应得到。2.根据权利要求1所述的一种具有原位抗菌性能的高吸收树脂，其可进一步含有功能单体；功能单体为N
‑
氨基酸基丙烯酸酰胺，具体为丙烯酸的羧基与天然氨基酸的α氨基反应得到的酰胺。3.根据权利要求1所述的一种具有原位抗菌性能的高吸收树脂，其包括以下按重量分数计的原料：4.根据权利要求3所述的一种具有原位抗菌性能的高吸收树脂，其特征在于，按重量份计，其引发剂包括4
‑
6份氧化剂，2
‑
3份还原剂，20
‑
30份去离子水。5.根据权利要求1
‑
3所述的一种具有原位抗菌性能的高吸收树脂，其特征在于，所述的丙烯酸的中和度为75％
‑
85％。6.根据权利要求3所述的一种具有原位抗菌性能的高吸收树脂，其特征在于，所述的交联剂为双丙酮丙烯酰胺，聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种或者其混合物。7.根据权利要求3所述的一种具有原位抗菌性能的高吸收树脂，所述的氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的一种；所述的还原剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、抗坏血酸中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚美芹，杨志亮，杨阳，姚金水，张长斌，刘钦泽，马卫卫，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：