一種生物殺菌塑料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于塑料領(lǐng)域，尤其涉及一種生物殺菌塑料。
【背景技術(shù)】
[0002] 抗菌塑料是一種具備抑菌或殺菌性能的特種塑料，其通常是將塑料母料與一定量 的抗菌劑共混造粒得到，經(jīng)過注塑或吹塑等工藝可制得各種工業(yè)制品。目前已有抗菌塑料 中常用的抑菌劑主要分為兩大類，一類是無機(jī)抗菌劑，另一類是有機(jī)抗菌劑。但是，這些化 學(xué)抗菌劑往往易造成環(huán)境污染或是對(duì)人體的健康有一定的危害。
[0003] 天然生物抗菌劑具備高效、無害以及環(huán)境友好等優(yōu)勢，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng) 和對(duì)健康要求的提高，天然生物抗菌劑將成為未來抗菌塑料的首選。天然生物抗菌劑主要 分為動(dòng)物類抗菌劑和植物類抗菌劑，動(dòng)物類抗菌劑主要包括甲殼質(zhì)、殼聚糖以及一些抗菌 蛋白質(zhì)、酶；植物類抗菌劑主要有檜柏、艾蒿以及蘆薈等植物的提取物。然而，目前在市場上 很少見到有以天然生物活性分子為有效成分的抗菌塑料，這是由于傳統(tǒng)熱塑性塑料的加工 成型在高溫（通常超過l〇〇°C )下進(jìn)行，也就要求這些抗菌劑能夠耐受高溫而不分解變性， 但是由于生物活性分子在高溫環(huán)境中易變性失活，因此很難找到一種普適性的方法來生產(chǎn) 這種抗菌塑料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合有生物活性抗菌分子，且具有良好殺菌 活性的生物殺菌塑料。
[0005] 技術(shù)方案：本發(fā)明的生物殺菌塑料通過以下步驟制得：將生物活性抗菌分子溶于 水中，配制成0. 1~IOwt%的混合溶液體系，向該體系中加入聚合物納米粒子，混合均勻后 抽干，并將其放入模具中，在壓力為100~250MPa、室溫條件下壓制1~20min后，泄壓、 脫模，即制得該生物殺菌塑料，其中，聚合物納米粒子與生物活性抗菌分子的質(zhì)量比為5~ 1000:Io
[0006] 進(jìn)一步說，本發(fā)明的生物活性抗菌分子優(yōu)選可為溶酶菌、殼聚糖、抗微生物肽或殺 菌-滲透增強(qiáng)蛋白，配制的混合溶液體系優(yōu)選可為〇. 1~17wt %，聚合物納米粒子與生物活 性抗菌分子的質(zhì)量比為5~500:1，聚合物納米粒子的粒徑為40~1500nm，優(yōu)選可為40~ lOOOnm，進(jìn)一步優(yōu)選可為40~500nm。
[0007] 根據(jù)"去擁塞"原理，聚合物納米粒子在經(jīng)受壓力時(shí)，其高分子鏈發(fā)生流動(dòng)，從而能 夠進(jìn)一步地包裹生物活性抗菌分子，形成一種相對(duì)均勻的形貌結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的，所施加的壓力 為120~230MPa，室溫為0~40°C。
[0008] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)為通過以聚合物納米粒子為載體， 在室溫條件下（〇~40°C)復(fù)合天然生物活性抗菌分子，從而制得一種新型的生物殺菌塑 料，該塑料具有良好的殺菌活性、緩釋特性以及不易造成環(huán)境污染且對(duì)人體健康無害等優(yōu) 點(diǎn)；同時(shí)，其制備方法簡單、環(huán)保，可廣泛地應(yīng)用于各種生物抗菌分子體系及各種高分子體 系。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明的制備方法和傳統(tǒng)的熱塑加工方法制得的聚苯乙烯與β -半乳糖苷 酶復(fù)合塑料的生物活性對(duì)照圖；
[0010] 圖2為聚苯乙烯-溶菌酶復(fù)合塑料殺菌活性曲線圖；
[0011] 圖3為聚苯乙烯-溶菌酶復(fù)合塑料經(jīng)大量無菌水多次洗滌后的濾液所測得的緩釋 特性曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步描述。
[0013] 本發(fā)明的新型生物殺菌塑料通過以下步驟制得：將生物活性抗菌分子溶于水中， 配制成0. 1~IOwt%的混合溶液體系，向該體系中加入聚合物納米粒子，混合均勻后抽干， 并將其放入模具中，在壓力為100~250MPa、室溫條件下壓制1~20min后，泄壓、脫模，即 制得該生物殺菌塑料其中，聚合物納米粒子與生物活性抗菌分子的質(zhì)量比為5~1000:1。
[0014] 一般在處理生物分子時(shí)，要經(jīng)過無菌處理的水，且里面盡量不要含有太多無機(jī)鹽 粒子，以免破壞生物活性，優(yōu)選的，采用的水可為無菌蒸餾水。本發(fā)明的生物活性抗菌分子 優(yōu)選可為溶酶菌、殼聚糖、抗微生物肽或殺菌-滲透增強(qiáng)蛋白，配制的混合溶液體系優(yōu)選可 為0. 1~7wt %，其中，聚合物納米粒子與生物活性抗菌分子的質(zhì)量比為5~500:1，聚合物 納米粒子的粒徑為40~1500nm，優(yōu)選可為40~lOOOnm，進(jìn)一步優(yōu)選可為40~500nm，所施 加的壓力為120~230MPa，室溫為0~40°C。
[0015] 實(shí)施例1
[0016] 聚苯乙烯與β -半乳糖苷酶復(fù)合塑料制備：利用乳液聚合法制備粒徑為150nm的 聚苯乙烯納米小球10克，依次用無水乙醇、蒸餾水分別洗滌5次后，真空干燥備用。將10毫 克β-半乳糖苷酶溶于IOml無菌蒸餾水中，充分?jǐn)嚢?、溶解至均一體系。將10克聚苯乙烯 小球加入體系中，快速攪拌使其形成均勻的懸濁液，并將該懸濁液抽干后放入模具中鋪平， 經(jīng)模具放入壓力機(jī)中，在40°C條件下施加250MPa的壓力，并將壓力保持20min后，泄壓、脫 模，可獲得聚苯乙烯與β-半乳糖苷酶復(fù)合塑料。
[0017] 實(shí)施例2
[0018] 設(shè)計(jì)對(duì)比試驗(yàn)，分別采用傳統(tǒng)的熱塑加工方法和本發(fā)明的室溫下的制備方法制備 聚苯乙烯與β -半乳糖苷酶復(fù)合材料，利用β -半乳糖苷酶可催化水解β -D吡喃半乳糖 苷（RBG)而生成具有紅色熒光產(chǎn)物的性質(zhì)，在驗(yàn)證酶的活性是否得到保持，試驗(yàn)結(jié)果如圖1 所示，其中，縱坐標(biāo)為酶催化反應(yīng)產(chǎn)物的熒光強(qiáng)度，橫坐標(biāo)為反應(yīng)時(shí)間。
[0019] 由圖1可知，在采用傳統(tǒng)的熱塑加工方法制得的復(fù)合材料催化水解β -D吡喃半 乳糖苷（RBG)時(shí)，由于酶的活性消失，反應(yīng)無法進(jìn)行，因此其熒光強(qiáng)度一直保持在一個(gè)較低 的數(shù)值不變，而采用本發(fā)明室溫條件下制得的復(fù)合材料催化水解β-D吡喃半乳糖苷（RBG) 時(shí)，β -半乳糖苷酶在復(fù)合材料中保持了良好的活性，其不斷地催化水解β -D吡喃半乳糖 苷（RBG)生成強(qiáng)熒光的產(chǎn)物，在圖中的表現(xiàn)形式為產(chǎn)物的熒光強(qiáng)度隨反應(yīng)時(shí)間增加而不斷 地升高，最后趨于一個(gè)穩(wěn)定值。
[0020] 實(shí)施例3
[0021] 聚氯乙烯與牛血清蛋白（BSA)復(fù)合塑料的制備：利用納米粒子沉降法制備粒徑約 為40nm的聚氯乙烯納米小球5克，依次用無水乙醇、蒸餾水分別洗滌5次后，真空干燥備 用。將1克牛血清蛋白溶于IOml無菌蒸餾水中，充分?jǐn)嚢?、溶解至均一體系，將5克聚氯乙 烯納米小球加入該體系中，快速攪拌使其形成均勻的懸濁液，并將該懸濁液抽干后放入模 具中鋪平，經(jīng)模具放入壓力機(jī)中，在〇°C條件下施加 IOOMPa的壓力，并將壓力保持Imin后， 泄壓、脫模，可獲得聚氯乙烯與牛血清蛋白的復(fù)合塑料。
[0022] 實(shí)施例4
[0023] 聚苯乙烯-溶菌酶復(fù)合塑料的制備：采用乳液聚合法制備得到粒徑為600nm的聚 苯乙烯納米小球350g，依次經(jīng)過無水乙醇及無菌蒸餾水分別洗滌5次后，真空干燥備用。 將0. 7g殼聚糖溶于IOml無菌蒸餾水中，配制成7wt%的混合溶液，充分?jǐn)嚢?、溶解至均?體系，將350g聚氯乙烯小球加入體系中，快速攪拌使其形成均勻的懸濁液，并將該懸濁液 抽干后放入模具中鋪平，經(jīng)模具放入壓力機(jī)中，在30°C條件下施加220MPa的壓力，并將壓 力保持20min后，泄壓、脫模，即可獲得復(fù)合有生物活性抗菌分子溶菌酶的殺菌聚苯乙烯塑 料，其殺菌活性曲線如圖2所示，由圖2的曲線可知，當(dāng)復(fù)合塑料放入溶壁微球菌懸濁液中， 細(xì)菌被快速殺滅，體系澄清度快速升高，對(duì)應(yīng)著圖中的吸光