[发明专利]一种高分子季铵盐纳米胶束抗菌剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高分子季铵盐纳米胶束抗菌剂及其制备方法，包括：以阴离子开环聚合制备单端乙烯基聚硅氧烷，再与丙烯酸、乙烯基吡啶、甲基丙烯酸羟乙酯进行自由基共聚，产物进行季铵化后得到具有梳型结构的高分子季铵盐(疏水侧链、亲水主链)，能够在溶液中自组装成核‑壳结构的纳米胶束，大大增加其表面的阳离子密度和表面积，具有很好的抗菌活性。

技术领域

本发明属于高分子化学合成领域，具体涉及一种高分子季铵盐纳米胶束抗菌剂及其制备方法。

背景技术

随着经济的快速发展，人们对生活品质的要求越来越高，越来越关注健康和环保，各种各样的抗菌、防霉材料应运而生，而抗菌材料关键指标在于其抗菌性持久性和无毒性。

抗菌剂分为天然抗菌剂、无机抗菌剂和有机抗菌剂。天然抗菌剂如壳聚糖、大蒜素等，来源丰富且无毒，但具有耐热性差、不稳定的缺点。相比而言，无机抗菌剂如Ag⁺、TiO₂、ZnO等金属化合物具有良好的热稳定性、安全性，但需要外界条件激发其抗菌性能，或者价格昂贵；有机抗菌剂如季铵盐、胍盐、季磷盐等，具有长久有效抗菌的效果，近年来得到广泛的研究。特别是季铵盐类化合物，其具有两亲性结构，对于具有强致病性的ESKAPE类的细菌有显著的抑制与杀灭效果，十二烷基二甲基苄基氯化铵(苯扎氯铵)是市面上最常用的广谱抗菌剂之一。但研究表明，小分子季铵盐抗菌剂具有极强的细胞毒性与皮肤刺激性，为了增强其生物相容性，衍生出一类高分子季铵盐抗菌剂，延长亲油链段以降低分子毒性。另外，高分子季铵盐能通过分子间力(如静电作用、亲/疏水作用、氢键)形成自组装结构，提高了表面阳离子密度，加之纳米粒度的自组装加大了分子的表面积，使得该类高分子季铵盐具有很高的抗菌活性，在日化、涂料、纺织、医疗卫生等领域有广泛的应用前景。

现有技术中基于聚硅氧烷的高分子季铵盐主要通过嵌段的方式合成具有两亲性的分子链(CN108641087A)，或乙烯基硅烷与带烯丙基的叔胺共聚后进行水解交联等方法制备(Chen S,et al.,Shaped core/shell polymer nanoobjects with highantibacterial activities via block copolymer microphase separation.Polymer,2013,54,3485-3491.)，对具有梳型结构的聚硅氧烷高分子季铵盐未见有报道。

发明内容

本发明通过乙烯基单封端聚硅氧烷与季铵盐单体进行无规共聚，得到一种具有梳型结构的季铵盐聚合物，聚硅氧烷具有很强的疏水性，作为侧链能够诱导共聚物自组装成纳米胶束。

本发明的目的在于提供一种高分子季铵盐纳米胶束抗菌剂。

本发明的另一目在于是提供上述一种高分子季铵盐纳米胶束抗菌剂的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种高分子季铵盐纳米胶束抗菌剂，其结构式如下式所示：

式中，m:n:r:t:x＝10～20:10～20:20～40:0～20:10～30；R＝CH₃或C₆H₁₃。

上述高分子季铵盐纳米胶束抗菌剂的反应流程及制备方法如下：

1.单边乙烯基封端的聚硅氧烷(PDMS-vinyl)的制备

往封闭充满氮气的反应釜中，注入六甲基环三硅氧烷(D₃)和等体积干燥的四氢呋喃，以及计量的正丁基锂(n-BuLi)引发剂，在-1～3℃下反应24h后往反应釜中注射计量的氯硅烷，继续搅拌1h，终止反应。挥发溶剂，抽滤以除去析出的氯化锂，得到无色透明的液体产物(PDMS-vinyl)。