專利名稱：一種新型固體型含碘殺菌材料的制備及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種以聚苯乙烯為載體、聚乙二醇為負載碘功能基的新型固體型含碘殺菌材料的制備方法及應用。
2.
背景技術：
碘作為殺菌材料具有高效低毒、作用時效長，細菌對其沒有耐藥性等優(yōu)點，因此在殺菌方面的應用非常受重視。碘抑制大腸桿菌活性的實驗表明，在較差的水質(zhì)條件下投入3.0～8.0mg/L的碘，即可獲得水質(zhì)良好的飲用水。但由于碘的水溶性低，限制了在殺菌方面的應用。為了擴大應用范圍，可以通過媒介來發(fā)揮作用，碘負載在這些媒介的活性中心上，在需要的時候逐漸釋放出來，從而殺滅各種微生物。聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚2-乙烯基吡啶、聚4-乙烯基吡啶等都是很好的碘負載材料，負載碘后，克服了碘溶解度小、穩(wěn)定性差、易染色以及有刺激性等缺點，擴大了碘的應用范圍。類似聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等材料自身是水溶性的，只能一次性使用，而且殺菌完成后難以分離，限制了殺菌后獲得的水的使用范圍，因此，研究一種能夠殺菌并能快速與水分離的材料就有了非常廣闊的應用前景，對于此類材料，有研究把吡咯烷酮結(jié)合到硅膠上以期獲得一種負載碘的殺菌材料的，雖然也獲得了目標產(chǎn)物，但是硅膠顆粒比較細，同樣也存在分離困難的問題。
聚乙二醇是一類中性、無毒的水溶性聚合物，在食品、化妝品以及藥物領域都有廣泛的應用，是一類環(huán)境友好的化學物質(zhì)。聚乙二醇具有供電子能力，很容易與碘結(jié)合形成電子轉(zhuǎn)移化合物從而實現(xiàn)對碘的負載，實現(xiàn)殺菌功能，但是聚乙二醇是水溶性的，殺菌后難以分離出來，如果把聚乙二醇接枝在聚苯乙烯上，所獲得的聚乙二醇接枝聚苯乙烯同樣會擁有對碘的負載能力，同時會表現(xiàn)出優(yōu)異的殺菌性能，獲得的材料也具有易與水體分離、可重復使用的優(yōu)越性能。
3.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的新型殺菌材料由兩個部分構(gòu)成，水不溶性的聚苯乙烯部分提供了載體的功能，聚乙二醇部分提供了負載碘的功能，二者結(jié)合，通過對碘的負載，獲得了一種具有廣泛用途的新型固體型含碘殺菌材料。本發(fā)明的具體制備過程如下 3.1.新型殺菌材料的制備目的可以通過如下措施來達到取聚苯乙烯，經(jīng)氯甲基化后，加入二氧六環(huán)溶脹，加入聚乙二醇、氫化鈉，氮氣保護下反應，待反應結(jié)束，冷卻至室溫，加入甲醇分解未反應的氫化鈉，得到接枝聚乙二醇聚苯乙烯樹脂。
3.2.新型殺菌材料的制備的目的可以通過如下措施來達到將接枝聚乙二醇聚苯乙烯樹脂置于具塞錐形瓶中，加入碘溶液，在恒溫振蕩器中振蕩一定時間后，經(jīng)過過濾即可獲得新型固體型含碘殺菌材料。
本發(fā)明與已有技術相比具有如下優(yōu)點本發(fā)明采用聚苯乙烯為載體、接枝聚乙二醇為負載碘功能基，通過對碘的負載，得到新型固體型含碘殺菌材料。該類材料不溶于水，能方便快捷的與水體分離。本發(fā)明獲得的新型材料具有良好的碘負載功能，碘負載量達到了0.6～2.5mmol/g，在所見的報道中未見有這樣高的負載量，本發(fā)明首次把獲得的碘負載材料應用于殺菌實驗，最后獲得了無菌水，實驗結(jié)果表明該類材料具有優(yōu)異的滅菌能力，并且所獲得的材料能輕松的與滅菌后的水體分離開來，分離只需簡單的過濾即可，分離出來的材料還能重復使用，不會造成污染和浪費。
4.具體實施方法 4.1.新型殺菌材料的制備目的可以通過如下措施來達到取氯甲基化的聚苯乙烯6g，加入用氫氧化鈉干燥的二氧六環(huán)150mL溶脹30min，加入聚乙二醇400 90g，加入氫化鈉5.16g，氮氣保護下，97℃反應48h，待反應結(jié)束，冷卻至室溫，加入30mL甲醇分解未反應的氫化鈉，過濾，分別用水、二氧六環(huán)、酒精洗滌，轉(zhuǎn)移至索氏提取器中用無水乙醇萃取8h，50℃下真空干燥24h，獲得接枝聚乙二醇400聚苯乙烯(CMPS-PEG400)。
4.2.新型殺菌材料的制備目的可以通過如下措施來達到取氯甲基化的聚苯乙烯6g，加入用氫氧化鈉干燥的二氧六環(huán)150mL溶脹30min，加入聚乙二醇600 132g，加入氫化鈉5.16g，氮氣保護下，97℃反應48h，待反應結(jié)束，冷卻至室溫，加入30mL甲醇分解未反應的氫化鈉，過濾，分別用水、二氧六環(huán)、酒精洗滌，轉(zhuǎn)移至索氏提取器中用無水乙醇萃取8h，50℃下真空干燥24h，獲得接枝聚乙二醇600聚苯乙烯(CMPS-PEG600)。
4.3.新型殺菌材料的制備目的可以通過如下措施來達到取氯甲基化的聚苯乙烯6g，加入用氫氧化鈉干燥的二氧六環(huán)150mL溶脹30min，加入聚乙二醇800 180g，加入氫化鈉5.16g，氮氣保護下，97℃反應48h，待反應結(jié)束，冷卻至室溫，加入30mL甲醇分解未反應的氫化鈉，過濾，分別用水、二氧六環(huán)、酒精洗滌，轉(zhuǎn)移至索氏提取器中用無水乙醇萃取8h，50℃下真空干燥24h，獲得接枝聚乙二醇800聚苯乙烯(CMPS-PEG800)。
4.4.新型殺菌材料的制備目的可以通過如下措施來達到準確稱取20mg干燥的接枝聚乙二醇聚苯乙烯，置于100mL的具塞錐形瓶中，加入50mL碘-碘化鉀溶液，10～40℃在恒溫振蕩器中振蕩45h，經(jīng)過過濾即可獲得新型固體型含碘殺菌材料。
各種接枝聚乙二醇聚苯乙烯樹脂在不同溫度和不同碘濃度下對碘的負載量見表1。
表1接枝聚乙二醇聚苯乙烯在不同溫度和不同碘濃度下對碘的負載量
4.5.新型殺菌材料的殺菌實驗可以通過如下措施來達到在加有50mL水和不同質(zhì)量含碘殺菌材料的錐形瓶中加入1mL菌齡為14h、濃度為109CFU/mL的大腸桿菌菌懸液，放入搖床接觸28h后取出，靜置，取1mL作用后的菌懸液作梯度稀釋后，取1mL于培養(yǎng)皿中，加入融化后冷至40℃左右的培養(yǎng)基，搖勻，于37℃培養(yǎng)24h，計算存活菌數(shù)和殺菌率。
三種不同接枝聚乙二醇聚苯乙烯在溫度20℃的1mmol/L碘溶液中負載碘后對大腸桿菌的殺菌率見表2、表3和表4。
表2CMPS-PEG400殺菌劑量-殺菌率 表3CMPS-PEG400殺菌劑量-殺菌率 表4CMPS-PEG400殺菌劑量-殺菌率 4.6.新型殺菌材料的殺菌實驗可以通過如下措施來達到在加有50mL水和不同質(zhì)量含碘殺菌材料的錐形瓶中加入1mL菌齡為14h、濃度為109CFU/mL的金黃葡萄球菌菌懸液，放入搖床接觸28h后取出，靜置，取1mL作用后的菌懸液作梯度稀釋后，取1mL于培養(yǎng)皿中，加入融化后冷至40℃左右的培養(yǎng)基，搖勻，于37℃培養(yǎng)24h，計算存活菌數(shù)和殺菌率。
三種不同接枝聚乙二醇聚苯乙烯在溫度20℃的1mmol/L碘溶液中負載碘后對金黃葡萄球菌的殺菌率見表5、表6和表7。
表5CMPS-PEG400殺菌劑量-殺菌率 表6CMPS-PEG400殺菌劑量-殺菌率 表7CMPS-PEG400殺菌劑量-殺菌率 4.7.新型殺菌材料的重復使用性能可以通過如下措施來達到殺菌完成后的殺菌材料過濾出來后，用蒸餾水沖洗烘干后即可重新負載碘。
權(quán)利要求
1.一種新型固體型含碘殺菌材料的結(jié)構(gòu)，其特征如下
R-CH2-PEG--iodine
2.根據(jù)權(quán)利1要求新型殺菌材料的結(jié)構(gòu)形式，其特征是R為可以氯甲基化的聚苯乙烯，PEG為聚乙二醇，iodine為I3-、I5-、I7-等碘的聚集體。
3.根據(jù)權(quán)利1要求新型殺菌材料，其制備方法及應用如下經(jīng)過氯甲基化的聚苯乙烯和聚乙二醇用氫化鈉作催化劑，反應一定時間后即可獲得接枝聚乙二醇的聚苯乙烯。把接枝后的聚苯乙烯置于具塞錐形瓶中，加入碘溶液，在恒溫振蕩器中振蕩一定時間，經(jīng)過濾獲得新型含碘殺菌材料。把獲得的殺菌材料放入錐形瓶中，加入菌懸液，放入搖床接觸殺菌，記錄平板活菌數(shù)，實現(xiàn)了殺菌材料的應用功能。
4.根據(jù)權(quán)利3要求一種新型殺菌材料的制備方法，其特征是新型殺菌材料是以聚苯乙烯或苯乙烯-二乙烯苯共聚物的凝膠型或大孔型樹脂為原料得到的，其中，凝膠型聚苯乙烯或苯乙烯-二乙烯苯共聚物的交聯(lián)度為1～10％，大孔型聚苯乙烯或苯乙烯-二乙烯苯共聚物的交聯(lián)度為1～20％，氯甲基化后樹脂的氯含量為5～30％。
5.根據(jù)權(quán)利3要求一種新型殺菌材料的制備方法，其特征是負載碘的功能基為聚乙二醇，其數(shù)均分子量為200～3000。
6.根據(jù)權(quán)利3要求一種新型殺菌材料的制備方法，其特征是用來吸附的碘溶液為碘∶碘化鉀＝1∶1～10摩爾比。
7.根據(jù)權(quán)利3要求一種新型殺菌材料的制備方法，其特征是用來吸附的碘-碘化鉀溶液濃度為0.1mmol/L～10mmol/L。
8.根據(jù)權(quán)利3要求一種新型殺菌材料的應用，其特征是日常飲用水處理，水產(chǎn)養(yǎng)殖消毒，部隊野戰(zhàn)緊急用水處理，發(fā)酵工業(yè)用水滅菌處理，醫(yī)用無菌水的處理等。
全文摘要
設計了一種新型固體型含碘殺菌材料。把高分子材料聚苯乙烯作為載體，把能負載碘的聚乙二醇作為功能基，通過化學方法把二者結(jié)合起來，獲得了一種新型的碘負載材料，通過對碘的負載，獲得了新型固體型含碘殺菌材料，殺菌實驗結(jié)果表明該類材料具有優(yōu)異的殺菌性能。
文檔編號A01P1/00GK101773146SQ20101001163
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月13日
發(fā)明者曲榮君, 劉希光, 駱萬興, 王春華, 紀春暖, 孫言志, 孫昌梅 申請人:魯東大學