本发明属于塑料材料技术领域，尤其涉及一种抗菌聚乳酸材料及其制备方法。
背景技术：
聚乳酸是一种新型的生物可降解及环境友好型材料。主要从可再生的植物资源中提取的淀粉作为原料，经发酵和化学合成转换成聚乳酸。聚乳酸具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成co2和h2o，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。聚乳酸具有良好的抗拉强度及延展度，聚乳酸也可以使用各种普通加工方式生产，例如：熔化挤出成型，射出成型，吹膜成型，发泡成型及真空成型，与目前广泛使用的聚合物有类似的成形条件，此外它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。如此，聚乳酸就可以应不同业界的需求，制成各式各样的应用产品。
聚乳酸基有机抗菌材料的制备主要有两种方法，一种是将具有抗菌作用的有机材料添加到聚乳酸基体中形成聚乳酸基抗菌材料；另一种则是通过化学合成或表面修饰，将抗菌材料直接与聚乳酸分子结合起来，实现高效抗菌。前者由于负载性能不佳，导致结合性能较低，后者则是由于聚乳酸作为一种疏水性材料，不利于亲水性抗菌剂的溶出释放，所以如何高效解决抗菌剂的溶出释放是聚乳酸基抗菌材料研究首先需要解决的科学问题。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
有鉴于此，本发明提出一种抗菌聚乳酸材料及其制备方法，该抗菌聚乳酸之间的力学性能高，抗菌性能优异。
根据本发明实施例第一方面实施例的抗菌聚乳酸材料，包括下列重量份物质：55～60份聚乳酸颗粒；8～10份抗菌树脂颗粒；3～5份硅烷偶联剂；10～15份poe树脂；所述抗菌树脂颗粒为pbs树脂与氯仿、胶原蛋白、精油和n,n-二环己基碳二亚胺-二甲基亚砜溶液混合制备而成。
根据本发明实施例的抗菌聚乳酸材料，通过胶原蛋白对其进行改性处理，由于pbs树脂与胶原蛋白复合制备基体包覆壁材，所以，当精油成分添加至材料基体内部，复合胶原蛋白进行改性，使其包裹性和成膜性能大大提高，在其包覆精油后，复合材料具有优异的包覆性能和缓释性能，使其在实际使用过程中长效释放抗菌精油以达到较好的抗菌持久性性能，同时pbs树脂材料与聚乳酸材料之间，由于其两种树脂之间活泼氢的结构特性，其共混改性后，使其在物理混合的同时增强了化学混合，提高了两相的相容性和界面亲和力，因此达到了更有效的增韧效果，在有效改善材料的抗菌性能的同时提高了复合材料的力学强度和性能。
根据本发明实施例的抗菌聚乳酸材料还可以具有以下附加技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述的精油为樟树叶精油、佛手柑精油和辣椒精油中的任意一种。
根据本发明的一个实施例，所述抗菌树脂颗粒的制备步骤为：分别称量氯仿、pbs树脂颗粒、胶原蛋白和精油置于烧杯中，加热保温反应，收集混合反应液并按质量比1:5，将n,n-二环己基碳二亚胺-氯仿滴加至混合反应液中，静置陈化后，过滤并收集滤饼，洗涤、干燥得抗菌树脂颗粒。
根据本发明的一个实施例，所述保温反应为75℃、3～5kpa下保温反应3～5h。
根据本发明的一个实施例，步骤s2所述n,n-二环己基碳二亚胺-氯仿溶液滴加速率为2ml/min。
根据本发明实施例第二方面实施例的抗菌聚乳酸材料的制备方法，制备步骤为：制备步骤为：
（1）取干燥乳酸并添加至丙酮中，在室温下溶解收集溶解液并将氧化亚锡添加至溶胶液中，保温反应，收集反应液并将反应液滴加至去离子水，待滴加完成后，搅拌混合并静置陈化，收集下层沉淀并保温干燥，得干燥聚乳酸颗粒；
（2）分别称量氯仿、pbs树脂颗粒、胶原蛋白和精油置于烧杯中，水浴加热并保温反应收集混合反应液并按质量比1:5，将质量分数2％n,n-二环己基碳二亚胺-氯仿滴加至混合反应液中，静置陈化，过滤并收集滤饼，洗涤、干燥得抗菌树脂颗粒；
（3）按重量份数计，分别称量干燥聚乳酸颗粒、抗菌树脂颗粒、硅烷偶联剂和poe树脂置于搅拌机中，搅拌混合并置于密炼机中，密炼处理并收集密炼颗粒，静置冷却至室温，即可制备得所述的抗菌聚乳酸材料。
根据本发明的一个实施例，步骤（1）所述的反应液滴加速率为2～3ml/min。
根据本发明的一个实施例，步骤（3）所述的密炼处理为控制挤出机一区温度为140℃、二区为165℃、三区为165℃、四区为160℃，保温熔融并收集密炼颗粒。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明的一实施例的抗菌聚乳酸材料的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面具体描述根据本发明实施例的抗菌聚乳酸材料及其制备方法。
根据本发明实施例第一方面实施例的抗菌聚乳酸材料，包括下列重量份物质：55～60份聚乳酸颗粒；8～10份抗菌树脂颗粒；3～5份硅烷偶联剂；10～15份poe树脂；所述抗菌树脂颗粒为pbs树脂与氯仿、胶原蛋白、精油和n,n-二环己基碳二亚胺-二甲基亚砜溶液混合制备而成。
根据本发明实施例的抗菌聚乳酸材料，通过胶原蛋白对其进行改性处理，由于pbs树脂与胶原蛋白复合制备基体包覆壁材，所以，当精油成分添加至材料基体内部，复合胶原蛋白进行改性，使其包裹性和成膜性能大大提高，在其包覆精油后，复合材料具有优异的包覆性能和缓释性能，使其在实际使用过程中长效释放抗菌精油以达到较好的抗菌持久性性能，同时pbs树脂材料与聚乳酸材料之间，由于其两种树脂之间活泼氢的结构特性，其共混改性后，使其在物理混合的同时增强了化学混合，提高了两相的相容性和界面亲和力，因此达到了更有效的增韧效果，在有效改善材料的抗菌性能的同时提高了复合材料的力学强度和性能。
根据本发明实施例的抗菌聚乳酸材料还可以具有以下附加技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述的精油为樟树叶精油、佛手柑精油和辣椒精油中的任意一种。
根据本发明的一个实施例，所述抗菌树脂颗粒的制备步骤为：分别称量氯仿、pbs树脂颗粒、胶原蛋白和精油置于烧杯中，水浴加热并保温反应，收集混合反应液并按质量比1:5，将n,n-二环己基碳二亚胺-氯仿滴加至混合反应液中，静置陈化后，过滤并收集滤饼，洗涤、干燥得抗菌树脂颗粒。在其包覆精油后，复合材料具有优异的包覆性能和缓释性能，使其在实际使用过程中长效释放抗菌精油以达到较好的抗菌持久性性能，
根据本发明的一个实施例，所述保温反应为75℃、3～5kpa下保温反应3～5h。
根据本发明的一个实施例，步骤s2所述n,n-二环己基碳二亚胺-氯仿溶液滴加速率为2ml/min。
根据本发明实施例第二方面实施例的抗菌聚乳酸材料的制备方法，制备步骤为：制备步骤为：
（1）取干燥乳酸并添加至丙酮中，在室温下溶解收集溶解液并将氧化亚锡添加至溶胶液中，保温反应，收集反应液并将反应液滴加至去离子水，待滴加完成后，搅拌混合并静置陈化，收集下层沉淀并保温干燥，得干燥聚乳酸颗粒；
（2）分别称量氯仿、pbs树脂颗粒、胶原蛋白和精油置于烧杯中，水浴加热并保温反应收集混合反应液并按质量比1:5，将质量分数2％n,n-二环己基碳二亚胺-氯仿滴加至混合反应液中，静置陈化，过滤并收集滤饼，洗涤、干燥得抗菌树脂颗粒；在其包覆精油后，复合材料具有优异的包覆性能和缓释性能，使其在实际使用过程中长效释放抗菌精油以达到较好的抗菌持久性性能，
（3）按重量份数计，分别称量干燥聚乳酸颗粒、抗菌树脂颗粒、硅烷偶联剂和poe树脂置于搅拌机中，搅拌混合并置于密炼机中，密炼处理并收集密炼颗粒，静置冷却至室温，即可制备得所述的抗菌聚乳酸材料。
根据本发明的一个实施例，步骤（1）所述的反应液滴加速率为2～3ml/min。
根据本发明的一个实施例，步骤（3）所述的密炼处理为控制挤出机一区温度为140℃、二区为165℃、三区为165℃、四区为160℃，保温熔融并收集密炼颗粒。
下面结合具体实施例对根据本发明实施例的多层嵌合型防水膜100进行详细说明。
实施例1
取干燥乳酸并按质量比1:200，将干燥乳酸添加至丙酮中，在室温下溶解收集溶解液并按质量比1:500，将氧化亚锡添加至溶胶液中，再在150℃、3kpa下保温反应25h，收集反应液并按质量比1:5，将反应液滴加至去离子水，控制滴加时间为10min，待滴加完成后，搅拌混合并静置陈化，收集下层沉淀并在35℃下保温干燥3h，得干燥聚乳酸颗粒；按重量份数计，分别称量45份氯仿、10份pbs树脂颗粒、6份胶原蛋白和3份辣椒精油置于烧杯中，在20℃下水浴加热并保温反应2h，收集混合反应液并按质量比1:5，将质量分数2％n,n-二环己基碳二亚胺-氯仿滴加至混合反应液中，静置陈化6h后，过滤并收集滤饼，用去离子水冲洗3次后，真空冷冻干燥得抗菌树脂颗粒；按重量份数计，分别称量55份聚乳酸颗粒、8份抗菌树脂颗粒、3份硅烷偶联剂、10份poe树脂置于搅拌机中，搅拌混合并置于密炼机中，控制挤出机一区温度为140℃、二区为165℃、三区为165℃、四区为160℃，保温熔融并收集密炼颗粒，静置冷却至室温，即可制备得所述的抗菌聚乳酸材料。
实施例2
取干燥乳酸并按质量比1:200，将干燥乳酸添加至丙酮中，在室温下溶解收集溶解液并按质量比1:500，将氧化亚锡添加至溶胶液中，再在150～155℃、3kpa下保温反应32h，收集反应液并按质量比1:5，将反应液滴加至去离子水，控制滴加时间为12min，待滴加完成后，搅拌混合并静置陈化，收集下层沉淀并在37℃下保温干燥4h，得干燥聚乳酸颗粒；按重量份数计，分别称量47份氯仿、12份pbs树脂颗粒、7份胶原蛋白和4份樟树叶精油置于烧杯中，在25℃下水浴加热并保温反应3h，收集混合反应液并按质量比1:5，将质量分数2％n,n-二环己基碳二亚胺-氯仿滴加至混合反应液中，静置陈化7h后，过滤并收集滤饼，用去离子水冲洗4次后，真空冷冻干燥得抗菌树脂颗粒；按重量份数计，分别称量57份聚乳酸颗粒、9份抗菌树脂颗粒、4份硅烷偶联剂、12份poe树脂置于搅拌机中，搅拌混合并置于密炼机中，控制挤出机一区温度为140℃、二区为165℃、三区为165℃、四区为160℃，保温熔融并收集密炼颗粒，静置冷却至室温，即可制备得所述的抗菌聚乳酸材料。
实施例3
取干燥乳酸并按质量比1:200，将干燥乳酸添加至丙酮中，在室温下溶解收集溶解液并按质量比1:500，将氧化亚锡添加至溶胶液中，再在155℃、3kpa下保温反应40h，收集反应液并按质量比1:5，将反应液滴加至去离子水，控制滴加时间为15min，待滴加完成后，搅拌混合并静置陈化，收集下层沉淀并在40℃下保温干燥5h，得干燥聚乳酸颗粒；按重量份数计，分别称量50份氯仿、15份pbs树脂颗粒、8份胶原蛋白和5份佛手柑精油置于烧杯中，在30℃下水浴加热并保温反应5h，收集混合反应液并按质量比1:5，将质量分数2％n,n-二环己基碳二亚胺-氯仿滴加至混合反应液中，静置陈化8h后，过滤并收集滤饼，用去离子水冲洗5次后，真空冷冻干燥得抗菌树脂颗粒；按重量份数计，分别称量60份聚乳酸颗粒、10份抗菌树脂颗粒、5份硅烷偶联剂、15份poe树脂置于搅拌机中，搅拌混合并置于密炼机中，控制挤出机一区温度为140℃、二区为165℃、三区为165℃、四区为160℃，保温熔融并收集密炼颗粒，静置冷却至室温，即可制备得所述的抗菌聚乳酸材料。
对照组1
取干燥乳酸并按质量比1:200，将干燥乳酸添加至丙酮中，在室温下溶解收集溶解液并按质量比1:500，将氧化亚锡添加至溶胶液中，再在150～155℃、3kpa下保温反应32h，收集反应液并按质量比1:5，将反应液滴加至去离子水，控制滴加时间为12min，待滴加完成后，搅拌混合并静置陈化，收集下层沉淀并在37℃下保温干燥4h，得干燥聚乳酸颗粒；
对实施例1、实施例2、实施例3和实施例4进行性能测试，所述的实施例4为聚乳酸颗粒，具体测试其抗菌性能和力学性能。
取试验尺寸面积为10cm2的产品，数量以吸满2ml的菌液为准，置于250ml具塞锥瓶中。将试样高压湿热灭菌后，接种检测细菌，取2ml用生理盐水琼脂液稀释的菌液，滴加到样品表面，调节“0时间”的细菌回收为2×105cfu，接种后，在37℃下培养18～24h，洗脱、稀释、活菌计数。
检测细菌：大肠杆菌(atcc25922)、金黄葡萄球菌(atcc6538)。
力学性能测试其拉伸屈服应力/断裂伸长率和缺口冲击强度。
具体测试结果如表1所示。
表1性能对照表
（1）将本发明实施例1、实施例2、实施例3和实施例4进行对比，本发明技术方案制备的实施例中，实施例4抗菌性能显著下降，说明本发明生产的抗菌聚乳酸材料具有优异的抗菌性能；
（2）对比实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的力学性能，本发明实施例的技术方案制备的聚乳酸材料较实施例4无明显区别，说明本发明制备的聚乳酸材料具有优异的力学性能和相容性。
总而言之，根据本发明实施例的抗菌聚乳酸材料，通过胶原蛋白对其进行改性处理，由于pbs树脂与胶原蛋白复合制备基体包覆壁材，所以，当精油成分添加至材料基体内部，复合胶原蛋白进行改性，使其包裹性和成膜性能大大提高，在其包覆精油后，复合材料具有优异的包覆性能和缓释性能，使其在实际使用过程中长效释放抗菌精油以达到较好的抗菌持久性性能，同时pbs树脂材料与聚乳酸材料之间，由于其两种树脂之间活泼氢的结构特性，其共混改性后，使其在物理混合的同时增强了化学混合，提高了两相的相容性和界面亲和力，因此达到了更有效的增韧效果，在有效改善材料的抗菌性能的同时提高了复合材料的力学强度和性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
1.一种抗菌聚乳酸材料，其特征在于，由下列重量份物质组成：
55～60份聚乳酸颗粒；
8～10份抗菌树脂颗粒；
3～5份硅烷偶联剂；
10～15份poe树脂；所述抗菌树脂颗粒为pbs树脂与氯仿、胶原蛋白、精油和n,n-二环己基碳二亚胺-二甲基亚砜溶液混合制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌聚乳酸材料，其特征在于：所述的精油为樟树叶精油、佛手柑精油和辣椒精油中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌聚乳酸材料，其特征在于，所述抗菌树脂颗粒的制备步骤为：
分别称量氯仿、pbs树脂颗粒、胶原蛋白和精油置于烧杯中，加热保温反应，收集混合反应液并按质量比1:5，将n,n-二环己基碳二亚胺-氯仿滴加至混合反应液中，静置陈化后，过滤并收集滤饼，洗涤、干燥得抗菌树脂颗粒。
4.根据权利要求3所述的一种抗菌聚乳酸材料，其特征在于，所述保温反应为75℃、3～5kpa下保温反应3～5h。
5.根据权利要求2所述的一种抗菌聚乳酸材料，其特征在于，步骤s2所述n,n-二环己基碳二亚胺-氯仿溶液滴加速率为2ml/min。
6.一种抗菌聚乳酸材料的制备方法，其特征在于制备步骤为：
（1）取干燥乳酸并添加至丙酮中，在室温下溶解收集溶解液并将氧化亚锡添加至溶胶液中，保温反应，收集反应液并将反应液滴加至去离子水，待滴加完成后，搅拌混合并静置陈化，收集下层沉淀并保温干燥，得干燥聚乳酸颗粒；
（2）分别称量氯仿、pbs树脂颗粒、胶原蛋白和精油置于烧杯中，水浴加热并保温反应收集混合反应液并按质量比1:5，将质量分数2％n,n-二环己基碳二亚胺-氯仿滴加至混合反应液中，静置陈化，过滤并收集滤饼，洗涤、干燥得抗菌树脂颗粒；
（3）按重量份数计，分别称量干燥聚乳酸颗粒、抗菌树脂颗粒、硅烷偶联剂和poe树脂置于搅拌机中，搅拌混合并置于密炼机中，密炼处理并收集密炼颗粒，静置冷却至室温，即可制备得所述的抗菌聚乳酸材料。
7.根据权利要求6所述的一种抗菌聚乳酸材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的反应液滴加速率为2～3ml/min。
8.根据权利要求6所述的一种抗菌聚乳酸材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的密炼处理为控制挤出机一区温度为140℃、二区为165℃、三区为165℃、四区为160℃，保温熔融并收集密炼颗粒。
技术总结