[发明专利]基于苯乙烯的聚合物涂布的银纳米颗粒-磺化聚酯复合粉末及其制备方法

说明书

本发明提供了包括核颗粒和设置在所述核颗粒周围的壳聚合物的复合粉末及其制备方法，所述核颗粒包含磺化聚酯基质和分散在所述基质内的多个银纳米颗粒。可由这种复合粉末制造不同制品。

背景技术

本公开内容涉及用于选择性激光烧结(SLS)应用中的复合物，特别是包含分散在复合基质各处的金属纳米颗粒的聚合物涂布的复合物。

医学界对用于不同应用的三维3D打印的依赖快速增加，并且涵盖例如组织和器官制造、可定制装置(例如假肢、护口器、矫形器、助听器和植入物)以及与受控药物递送和个性化药物生产相关的制药探索的领域。这些医学应用中的许多需要能够抑制细菌、微生物、病毒或真菌生长的复合材料。用于3D打印的其他产品，例如厨房工具、玩具、教育材料和无数的家庭用品也为细菌生长提供有利的环境，并且因此抗菌复合材料也期望与这些产品结合使用。由于3D打印材料的分层构造，细菌生长的潜力可为非常显著的，尤其是因为某些细菌菌株实际上可在这些材料的详细结构组成内茁壮生长。单独的洗涤不能完全消毒这些产品的表面和裂缝。

因此，存在对用于3D打印的具有抗菌性的新材料的需要。3D打印方法之一是选择性激光烧结(SLS)，其是常见的添加制造(3D打印)技术。SLS技术的详细描述可以在美国专利号4,247,508、4,863,538、5,017,753、5,597,589和6,110,411中找到。SLS打印通常采用粉末状塑料/聚合物作为用于打印物体的构建材料。大多数SLS材料是具有或不具有添加剂的聚酰胺(尼龙)的复合物，所述添加剂例如粉末状玻璃、碳纤维、铝粉等。该粉末通过激光以逐层方式烧结成形，以由“刮擦”构建物体。激光烧结通常使用范围为约50至约300微米的颗粒，其中细节程度仅受激光的精确度和粉末的细度限制。通过SLS方法衍生的物体的细节和复杂性是显著的，但也产生用于细菌或微生物积聚的潜在支架，尤其是在与卫生保健和食品工业相关的应用中。

发明内容

在一些方面，本文的实施例涉及用于选择性激光烧结(SLS)应用中的复合粉末，所述复合粉末包含核颗粒和设置在所述核颗粒周围的壳聚合物，所述核颗粒包含磺化聚酯基质和分散在所述基质内的多个银纳米颗粒；其中所述银纳米颗粒以约0.5ppm至约50,000ppm的范围存在于所述复合粉末中；并且另外，其中所述复合粉末具有约10微米至约300微米的粒度。

在一些方面，本文的实施例涉及方法，所述方法包括：在无有机溶剂中加热磺化聚酯树脂；将银(I)离子溶液加入水中的加热树脂中，以形成混合物；将还原剂溶液加入所述混合物中，由此形成包含磺化聚酯基质和设置在所述磺化聚酯基质内的多个银纳米颗粒的颗粒的乳液；将苯乙烯单体和引发剂加入复合颗粒的乳液中，以形成设置在所述核颗粒周围的壳聚合物，由此形成复合结构；使颗粒的乳液聚集，以形成聚集颗粒；使所述聚集颗粒聚结，以形成聚结颗粒；和洗涤所述聚结颗粒，由此形成复合粉末。

在一些方面，本文的实施例涉及包含复合粉末的制品，所述复合粉末包含核颗粒和设置在所述核颗粒周围的壳聚合物，其中所述核颗粒包含磺化聚酯基质和分散在所述基质内的多个银纳米颗粒；其中所述银纳米颗粒以约0.5ppm至约50,000ppm的范围存在于所述复合粉末中；并且另外，其中所述复合粉末具有约10微米至约300微米的粒度。

附图说明

在本文下文中将参考附图描述本公开内容的不同实施例，在所述附图中：

图1A和1B显示了根据本文所述实施例的磺化聚酯银纳米颗粒(AgNP)在水性介质中苯乙烯化的可能机制的示意图。

图2A和2B显示了制备干颗粒的可能机制的示意图。

图3显示了包含苯乙烯涂布的磺化聚酯-AgNP复合结构的示例性复合结构(实例4)的透射电子显微镜检查(TEM)图像。黑暗区域是AgNP。

具体实施方式