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一种改性纳米Ag掺杂环氧树脂的抗菌材料及其制法


技术摘要:
本发明涉及抗菌材料技术领域,且公开了一种改性纳米Ag掺杂环氧树脂的抗菌材料,聚多巴胺纳米颗粒含有丰富的酚羟基基团,可以延缓抗菌材料的紫外光降解,聚多巴胺纳米颗粒含有丰富的酚羟基和醌基,可以螯合银离子,并将银离子还原为纳米单质银,纳米银具有较高的催化能  全部
背景技术:
水产加工过程中,经常会有清洗、离心、过滤等操作过程,而这些过程产生的废水 中会含有大量的微生物和有机物,根据国家对环境保护以及可持续发展的要求,水产品加 工过程产生的废水需要进行杀菌处理才可以排放,与传统的有机抗菌剂相比,纳米材料的 比表面积高、反应活性高,可以有效提高抗菌效果。 纳米银具有优异的抗菌效果,但是单纯的纳米银投放到污水中容易发生团聚,分 散性很差,导致抗菌效果不好,环氧树脂具有很好的机械性能、电绝缘性、收缩率低、耐高 温、化学性质稳定等优点,但是其热稳定性差、抗老化性不好、不具备抗菌性能,我们需要对 环氧树脂进行化学改性处理,赋予其良好的热稳定性、抗老化性、抗菌性能,因此,我们采用 改性纳米Ag掺杂环氧树脂的方式来解决上述问题。 (一)解决的技术问题 针对现有技术的不足,本发明提供了一种改性纳米Ag掺杂环氧树脂的抗菌材料及 其制法,解决了环氧树脂热稳定性差、抗老化性不好、不具备抗菌性能的问题。 (二)技术方案 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种改性纳米Ag掺杂环氧树脂的抗 菌材料,所述改性纳米Ag掺杂环氧树脂的抗菌材料制备方法如下: (1)向烧杯中加入Tris缓冲液、多巴胺,加入稀盐酸调节溶液的pH为8.0,置于磁力 搅拌器中,搅拌12-24h,离心、洗涤并干燥,得到聚多巴胺纳米颗粒; (2)向烧杯中加入去离子水、硝酸银、聚多巴胺纳米颗粒,调节溶液的pH为9-12,超 声3-5h分散均匀,过滤、洗涤并干燥,得到纳米Ag掺杂聚多巴胺纳米颗粒; (3)向烧杯中加入去离子水、六偏磷酸钠,超声30-90min分散均匀,再加入纳米Ag 掺杂聚多巴胺纳米颗粒、聚乙烯亚胺,在室温下磁力搅拌12-36h,离心、洗涤并干燥,得到高 分子功能化纳米Ag掺杂聚多巴胺纳米颗粒; (4)向烧杯中加入乙醇、高分子功能化纳米Ag掺杂聚多巴胺纳米颗粒,超声1-3h分 散均匀,再加入预热至70-90℃的环氧树脂,剧烈搅拌使其均匀混合,再将其置于80-100℃ 的烘箱处理6-18h除去溶剂,在将得到的产物加热至60-80℃,加入固化剂二乙烯三胺,剧烈 搅拌使其均匀混合,再置于60-80℃下真空脱气1-3h,将所得混合液置于模具中,先在70-90 ℃下固化12-24h,后在150-170℃下固化3-5h,得到改性纳米Ag掺杂环氧树脂的抗菌材料。 优选的,所述步骤(1)中磁力搅拌器包括主体,主体的底部活动连接有电机,主体 的底部活动连接有固定板,固定板的中间活动连接有齿轮一,齿轮一的左侧活动连接有齿 轮二,齿轮二的左侧活动连接有齿轮三,齿轮三的左侧活动连接有齿轮四,齿轮二的底部活 动连接有南极磁性片,齿轮四的底部活动连接有北极磁性片,主体的中间活动连接有底板, 3 CN 111567556 A 说 明 书 2/6 页 底板的顶部活动连接有烧杯。 优选的,所述步骤(2)中硝酸银、聚多巴胺纳米颗粒的质量比为100:10-20。 优选的,所述步骤(3)中六偏磷酸钠、纳米Ag掺杂聚多巴胺纳米颗粒、聚乙烯亚胺 的质量比为10-16:100:90-110。 优选的,所述步骤(4)中高分子功能化纳米Ag掺杂聚多巴胺纳米颗粒、环氧树脂、 二乙烯三胺的质量比为100:0.5-4:10-16。 (三)有益的技术效果 与现有技术相比,本发明具备以下有益的技术效果: 该一种改性纳米Ag掺杂环氧树脂的抗菌材料,聚多巴胺纳米颗粒含有丰富的酚羟 基基团,可以捕捉因为紫外光照射导致材料降解和老化的自由基基团,降低了自由基对抗 菌材料的分解作用,延缓了抗菌材料的紫外光降解过程,以硝酸银为银源,经过超声处理, 得到纳米Ag掺杂聚多巴胺纳米颗粒,聚多巴胺纳米颗粒含有丰富的酚羟基和醌基,可以螯 合银离子,并将银离子还原为纳米单质银,纳米银与细胞膜、细胞壁DNA结合,置换DNA双螺 旋结构中的胸腺嘧啶、胞嘧啶鸟嘌呤之间的氢键,导致细菌DNA分子结构变形,抑制DNA、 RNA、蛋白质的合成,是细菌失活,同时纳米银独特的化学结构使其具有较高的催化能力,高 氧化钛银的还原势极高,足以使周围空间产生原子氧,其具有强氧化性,可以有效地灭菌, 另外,银具备贵金属特有的表面等离子共振效应,使得在可见光照射中的光子会被纳米银 吸收,产生光生电子和空穴,表面等离子共振效应导致自身内部的磁场增强,促使光生电子 和空穴分离,从而提高材料的光催化抗菌活性。 该一种改性纳米Ag掺杂环氧树脂的抗菌材料,在六偏磷酸钠的作用下,聚乙烯亚 胺与纳米Ag掺杂聚多巴胺纳米颗粒反应,得到高分子功能化纳米Ag掺杂聚多巴胺纳米颗 粒,表面引入了大量的氨基,与环氧树脂发生交联反应,改善了高分子功能化纳米Ag掺杂聚 多巴胺纳米颗粒在环氧树脂中的分散性和相容性,赋予了环氧树脂优异的抗菌性能和抗老 化性能,同时交联反应形成了化学键减小了复合材料的自由体积,提高了交联密度,使得高 分子功能化纳米Ag掺杂聚多巴胺纳米颗粒限制了环氧树脂的链段运动,提高了复合材料的 热稳定性。 附图说明 图1是磁力搅拌器正视剖视结构示意图; 图2是齿轮传动结构示意图。 1、主体;2、电机;3、固定板;4、齿轮一;5、齿轮二;6、齿轮三;7、齿轮四;8、南极磁性 片;9、北极磁性片;10、底板;11、烧杯。
技术实现要素:
为实现上述目的,本发明提供如下
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