一种基于多重抗菌机理的g-C3N4高抗菌塑料制品的制备及应用

技术领域

本发明涉及一种基于多重抗菌机理的g-C

背景技术

抗菌塑料是塑料的主要发展方向之一，作为抗菌塑料的核心成分的抗菌材料主要分为无机抗菌材料和高分子抗菌材料。无机抗菌材料，主要包括以银离子、铜离子、锌离子、TiO

以离子型无机抗菌材料为例，银离子抗菌材料，是目前使用最广泛的抗菌材料，其抗菌机理是利用金属离子的抗菌能力，通过物理吸附离子交换方法，通过缓释作用达到长效抑菌的目的。该技术存在诸多缺点：(1)银系抗菌剂易变色，游离出的银离子在阳光照射下或加热至一定温度后很容易被还原成单质银而呈灰色或褐色，影响制品颜色，在应用中受到一定限制；(2)银矿原料成本较高，致使银系抗菌剂价格一直居高不下；(3)抗真菌和霉菌效果较差；(4)存在生物安全性问题，银是一种重金属，在人体沉积后无法通过代谢排除，对肝、神经等细胞具有普适性损害作用，具有潜在致癌、内脏病变、不孕不育等弊端；(5)抗菌效果不持久等。以化合物无机抗菌材料为例，光催化材料TiO

以无机非金属抗菌材料石墨烯抗菌材料为例，其抗菌机理一方面是通过物理切割作用，破坏细胞壁和膜结构，导致细胞内物质泄漏和细胞代谢紊乱。另外一方面是通过物理捕获作用，通过包裹方式将细菌与周围介质隔离，进而阻断其增殖，起到杀菌抑菌作用。石墨烯抗菌材料存在的问题：(1)具有抗菌效果的实际上是通过石墨烯使用强酸及强氧化剂进行强氧化之后形成的的氧化石墨烯，制备难度高，流程较为复杂且制备过程中存在安全隐患，污染严重；(2)石墨烯本身无抗菌能力，只有与其他抗菌材料结合或者通过材料改性，才能达到实际抗菌需求；(3)抗菌效果不稳定，受到材料剥离层数、结合抗菌材料影响较大。

以高分子抗菌材料为例，壳聚糖是常见的有机抗菌材料，需在酸性条件下，才具有抗菌效果。壳聚糖存在的不足：(1)壳聚糖属于消耗型抗菌剂，需要夺取微生物生长所需元素或营养物质与之发生络合反应，才能抑制微生物生长；(2)抗菌性能长效性差，溶解性差，只适用于酸性条件，不溶于水和绝大部分的有机溶剂、黏度大；(3)抗菌活性易受pH值影响、不适宜用于酸碱性较强的环境中，导致应用大大受限。

以上三类抗菌材料，都存在各自材料的缺点，限制了在塑料领域的应用范围。g-C

g-C

虽然g-C

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于解决了g-C

本发明提供了一种基于多重抗菌机理的g-C

作为本公开的一种优选技术方案，所述热塑性塑料为聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种。

作为本公开的一种优选技术方案，其特征在于，所述热塑性树脂母粒为聚乙烯，加热熔融温度为130-115℃，g-C

作为本公开的一种优选技术方案，所述热塑性树脂母粒为聚苯乙烯，加热熔融温度为 160-210℃，g-C

作为本公开的一种优选技术方案，所述热塑性树脂母粒为聚丙烯，加热熔融温度为 120-115℃，所述g-C

作为本公开的一种优选技术方案，所述热塑性树脂母粒为聚对苯二甲酸乙二醇酯，加热熔融温度为200-250℃，g-C

作为本公开的一种优选技术方案，所述抗菌塑料制品可以是母料、膜、袋、盒、片材中的任意一种。

一种基于多重抗菌机理的g-C

(1)预处理：通过预处理方法，使g-C

(2)g-C

一种基于多重抗菌机理的g-C

本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明提供了一种g-C

2、本发明提供了一种g-C

3、本发明提供了一种g-C

4、本发明提供了一种g-C

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本发明实施例中揭露的数值是近似值，而并非确定值。在误差或者实验条件允许的情况下，可以包括在误差范围内的所有值而不限于本发明实施例中公开的具体数值。

本发明实施例中揭露的数值范围用于表示在混合物中组分的相对量以及其他方法实施例中列举的温度或者其他参数的范围。该数值范围内的一个或者多个数值点在适当的条件下取得。

本发明公开了一种基于多重抗菌机理的g-C

本发明公开的技术方案中，通过将g-C

g-C

(1)光催化反应：与传统的TiO

(2)热辐射能催化抗菌：自然环境中存在声/光/电/热/磁五种能量场，在g-C

(3)物理抗菌机理：g-C

另外，在500℃条件下，g-C

若g-C

本发明公开了一种基于多重抗菌机理的g-C

(1)预处理：通过预处理方法，使g-C

(2)g-C

预处理工艺是g-C

本发明以g-C

本发明中预处理的g-C

本发明中采用的g-C

本发明公开了一种基于多重抗菌机理的g-C

为进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种基于多重抗菌机理的g-C

实施例1

(1)将g-C

(2)分别称取0.5质量份的预处理g-C

根据国家标准《ASTM R 2141-13a动态条件下的抗菌剂活性测定的试验方法》、《GB/T 30706-2014可见光照射下光催化抗菌材料及制品抗菌测试方法及评价》、《GB/T31402-2015 塑料表面抗菌性能试验方法》分别检测纯相g-C

表1不同光照条件下的抗菌效果

由表1可知，在光照条件下，纯相g-C

实施例2

仅通过预处理改变g-C

分别设置预处理的g-C

按照国家标准《GB/T31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》进行抗菌测试，分别检测普通PE片材和本发明制备的2-7号PE片材的抗菌效果，如表2所示：

表2不同颗粒直径的g-C

由表2可知，颗粒直径为0.3-13微米时，制得的g-C

实施例3

加入g-C

A、不同g-C

仅改变预处理g-C

设置0.5质量份g-C

按照国家标准《GB/T31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》进行抗菌测试，分别检测普通PE片材和本发明制备的1、1、1、10、11、12号PE片材的抗菌效果，如表3所示：

表3不同g-C

由表3可知，通过将加入g-C

B、不同共混加热熔融温度的PE塑料制品的抗菌效果

仅改变共混加热熔融的温度，其余制备条件同实施例1。

共混加热熔融的温度，也是g-C

按照国家标准《GB/T31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》进行抗菌测试，分别检测普通PE片材和本发明制备的13号-11号PE片材的抗菌效果，如表4所示：

表4不同共混加热熔融温度的PE塑料制品的抗菌效果

由表4可知，当共混加热熔融温度为130-115℃，g-C

实施例4

加入g-C

A、不同g-C

(1)将g-C

(2)分别称取一定质量份的预处理g-C

g-C

按照国家标准《GB/T31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》进行抗菌测试，分别检测2毫米普通PS片材和本发明制备的1号-5号PS片材的抗菌效果，如表5所示：

表5不同g-C

由表5可知，通过将加入g-C

B、不同共混加热熔融温度的PS塑料制品的抗菌效果

(1)将g-C

(2)分别称取1质量份的预处理g-C

共混加热熔融的温度，也是g-C

按照国家标准《GB/T31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》进行抗菌测试，分别检测2毫米普通PS片材袋和本发明制备的6号-11号PS片材的抗菌效果，如表6所示：

表6不同共混加热熔融温度的PS塑料制品的抗菌效果

由表6可知，当共混加热熔融温度为160-210℃，g-C

实施例5

g-C

A、不同g-C

(1)将g-C

(2)分别称取一定质量份的预处理g-C

g-C

按照国家标准《GB/T31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》进行抗菌测试，分别检测普通PP片材和本发明制备的1号-6号PP片材的抗菌效果，如表7所示：

表7不同g-C

由表7可知，通过将加入g-C

B、不同共混加热熔融温度的PP塑料制品的抗菌效果

(1)将g-C

(2)分别称取AA质量份的预处理g-C

共混加热熔融的温度，也是g-C

按照国家标准《GB/T31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》进行抗菌测试，分别检测普通PP片材和本发明制备的7号-12号PP片材的抗菌效果，如表1所示：

表1不同共混加热熔融温度的PP塑料制品的抗菌效果

由表1可知，当共混加热熔融温度为140-115℃，g-C

实施例6

g-C

A、不同g-C

(1)将g-C

(2)分别称取一定质量份的预处理g-C

g-C

按照国家标准《GB/T31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》进行抗菌测试，分别检测2毫米的普通PET片材和本发明制备的1号-6号PET片材的抗菌效果，如表1所示：

表1不同g-C

由表1可知，通过将加入g-C

B、不同共混加热熔融温度的PET塑料制品的抗菌效果

(1)将g-C

(2)分别称取AA质量份的预处理g-C

共混加热熔融的温度，也是g-C

按照国家标准《GB/T31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》进行抗菌测试，分别检测普通PET片材和本发明制备的7号-12号PET片材的抗菌效果，如表10所示：

表10不同共混加热熔融温度的PP塑料制品的抗菌效果

由表10可知，当共混加热熔融温度为200-250℃，g-C

综合以上实施例，在达到高抗菌效果的前提下(抗菌效果大于11.1％)，g-C

采用g-C

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。