一种壳核纳米粒子抗菌抗冲击聚丙烯材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及聚丙烯，具体为一种壳核纳米粒子抗菌抗冲击聚丙烯材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、抗菌塑料具有良好的杀菌防霉等性能，在家具家电、厨房卫浴用具、食品包装、医疗卫生等领域有重要的应用，通常是将抗菌剂加入到塑料中，如纳米银、氧化锌等无机抗菌剂，以及壳聚糖等有机抗菌剂。聚丙烯具有密度低、质地轻、强度大、耐热性好、绝缘性能优良等优点，应用十分广泛。但是聚丙烯的韧性较差，容易开裂，并且聚丙烯不具有杀菌性能，难以满足食品接触等场景的需求。

2、纳米氧化锌的力学强度好、抗菌性能强、无毒无污染，加入到聚丙烯等材料中，可以改善材料的力学强度、抗菌等性能，壳聚糖是天然大分子衍生物，具备良好的抗菌性能，生物相容性好，可生物降解，广泛应用在塑料、纤维等领域。本发明旨在制备壳聚糖基壳核纳米粒子，旨在提高聚丙烯抗菌、韧性等性能。

技术实现思路

1、本发明解决了聚丙烯抗菌、抗冲击等性能不好的问题。

2、技术方案：一种壳核纳米粒子抗菌抗冲击聚丙烯材料的制备方法：

3、（1）向烧瓶中加入异丙醇、烷基胺，加热至75-85℃，滴加含有氯乙酸钠的水溶液，并滴加氢氧化钠水溶液，维持反应溶液的ph为8-8.5，搅拌反应6-8h，滴加盐酸调节ph至中性，将溶液旋蒸浓缩，向残液中滴加冰水，搅拌后静置，过滤，冰水洗涤沉淀物，干燥，得到n-烷基亚氨基二乙酸钠，反应式为：

4、。

5、（2）向烧瓶中加入水、无机纳米粒子，超声分散5-10min，然后加入n-烷基亚氨基二乙酸钠，50-90℃中搅拌处理1-2h，降温至20-40℃，补加n-烷基亚氨基二乙酸钠、壳聚糖季铵盐，搅拌进行交联包覆1-3h，过滤，用水洗涤产物，干燥，得到壳聚糖壳核纳米粒子。

6、（3）将聚丙烯、壳聚糖壳核纳米粒子、抗氧化剂混合，在双螺杆挤出机中熔融混合、挤出、造粒，得到壳核纳米粒子抗菌抗冲击聚丙烯材料。

7、优选的，无机纳米粒子、n-烷基亚氨基二乙酸钠、壳聚糖季铵盐的比例为1g:（0.1-0.4）g:（3-7）g。

8、优选的，烷基胺、氯乙酸钠的比例为1mol:（2.05-2.1）mol。

9、优选的，烷基胺的分子式为nh2-cnh2n+1，n为12-18。

10、优选的，聚丙烯、壳聚糖壳核纳米粒子、抗氧化剂的比例为1kg:（20-40）g:（10-25）g。

11、优选的，无机纳米粒子包括纳米氧化锌。

12、优选的，壳核纳米粒子抗菌抗冲击聚丙烯材料应用于抗菌日用品中。

13、本发明有益的技术效果：利用含有两个羧酸钠基团的n-十二烷基亚氨基二乙酸钠对氧化锌等纳米粒子进行表面改性，在纳米粒子表面引入羧酸钠基团，并作为交联位点，通过n-十二烷基亚氨基二乙酸钠的两个羧酸钠基团，与壳聚糖季铵盐的多个阳离子进行静电相互作用，在氧化锌表面交联形成包覆壳层，形成以纳米粒子为核层，含长碳链的交联壳聚糖作为壳层的壳核纳米粒子，长碳链可以提高壳核纳米粒子与聚丙烯的相容性，使氧化锌和壳聚糖均匀分散在聚丙烯中，有利于提高抗菌性能，同时壳核纳米粒子具有耗散应力、诱导聚丙烯基体产生微小银纹，并阻止裂纹扩展的作用，起到良好增韧效果，提高了聚丙烯的抗冲击强度和韧性。

1.一种壳核纳米粒子抗菌抗冲击聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯材料包括比例为1000g:（20-40）g:（10-25）g的聚丙烯、壳聚糖壳核纳米粒子、抗氧化剂；

2.根据权利要求1所述的壳核纳米粒子抗菌抗冲击聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述无机纳米粒子、n-烷基亚氨基二乙酸钠、壳聚糖季铵盐的比例为1g:（0.1-0.4）g:（3-7）g。

3.根据权利要求1所述的壳核纳米粒子抗菌抗冲击聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述搅拌处理时的温度为50-90℃，搅拌的时间为1-2h。

4.根据权利要求1所述的壳核纳米粒子抗菌抗冲击聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述搅拌进行交联包覆时的温度为20-40℃，搅拌的时间为1-3h。

5.根据权利要求1所述的壳核纳米粒子抗菌抗冲击聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述无机纳米粒子包括纳米氧化锌。

6.根据权利要求1所述的壳核纳米粒子抗菌抗冲击聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述n-烷基亚氨基二乙酸钠的制备方法为：向烧瓶中加入异丙醇、烷基胺，加热至75-85℃，滴加含有氯乙酸钠的水溶液，并滴加氢氧化钠水溶液，维持反应溶液的ph为8-8.5，搅拌反应6-8h，滴加盐酸调节ph至中性，将溶液旋蒸浓缩，向残液中滴加冰水，搅拌后静置，过滤，冰水洗涤沉淀物，干燥，得到n-烷基亚氨基二乙酸钠。

7.根据权利要求6所述的壳核纳米粒子抗菌抗冲击聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述烷基胺、氯乙酸钠的比例为1mol:（2.05-2.1）mol。

8.根据权利要求7所述的壳核纳米粒子抗菌抗冲击聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述烷基胺的分子式为nh2-cnh2n+1，n为12-18。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法得到的壳核纳米粒子抗菌抗冲击聚丙烯材料。

10.一种如权利要求9所述的壳核纳米粒子抗菌抗冲击聚丙烯材料在抗菌日用品中的应用。