專利名稱：聚合物表面光接枝長脂肪碳鏈季銨鹽和吡啶鹽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚合物表面光接枝長脂肪碳鏈季銨鹽和吡啶鹽的方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著人們對生活質(zhì)量要求的提高，對服裝、衛(wèi)生用品、日用品、食品包裝等耐用消費品的抗菌性有了較高的要求。另外，在公共場所適當(dāng)?shù)厥褂每咕a(chǎn)品，可以有效地抑制細(xì)菌的生長，防止細(xì)菌的傳播和感染。因此抗菌材料的應(yīng)用越來越廣泛。目前，從日常穿用的纖維服裝，到家居常用的家用電器、衛(wèi)生陶瓷制品、塑料薄膜，以及建筑用的鋼板、涂料等，都已經(jīng)或正在逐步采取抗菌加工處理。
表面接枝季銨鹽和吡啶鹽的聚合物是一種抗菌效果良好，價格低廉的固相表面接觸抗菌材料。其通過N+離子的靜電吸引和與N+離子連接碳鏈的疏水作用吸附細(xì)菌，其中季銨鹽和菌體直接接觸后可殺滅細(xì)菌。制備方法是將含有抗菌基團的季銨鹽和吡啶鹽通過接枝技術(shù)，以化學(xué)鍵穩(wěn)定結(jié)合在不溶性載體上，因此新的抗菌表面與原普通材料不可分割。這類抗菌高分子不僅可以有效的避免二次污染，而且可以重復(fù)利用，其性能穩(wěn)定、不揮發(fā)、使用壽命長、易于儲存、不會滲入人或動物表皮。其中與N+離子連接碳鏈的長度越長，抗菌效果越好。目前已有的技術(shù)有中國專利C.N.1224729中采用化學(xué)接枝法制備吡啶鹽型聚合物抗菌材料，包括固相化學(xué)接枝和溶液化學(xué)接枝，歷經(jīng)化學(xué)接枝吡啶單體到聚合物基體和季銨化反應(yīng)兩個步驟。化學(xué)接枝吡啶單體到聚合物基體反應(yīng)如下，以去離子水為溶劑，乙烯吡啶為單體，基體為聚丙烯(PP)無紡布，化學(xué)引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰(BPO)，加入界面劑和非離子表面活性劑配成乳液，界面劑為甲苯、氯苯或二甲苯，非離子表面活性劑為吐溫80或聚乙烯醇。接枝反應(yīng)結(jié)束后，加入乙醇溶脹接枝產(chǎn)物，然后加入過量100％的長脂肪碳鏈鹵代烴，在70℃～80℃下反應(yīng)6～8小時。
中國專利C.N.1223273中采用輻射接枝法制備吡啶鹽型聚合物抗菌材料，包括預(yù)輻射接枝和共輻射接枝，歷經(jīng)輻射接枝吡啶單體到聚合物基體和季銨化反應(yīng)兩個步驟。輻射接枝吡啶單體到聚合物基體反應(yīng)如下，以去離子水為溶劑，乙烯吡啶為單體，基體為聚丙烯(PP)無紡布，輻射源為鈷源(Co60)，并加入少量阻聚劑。在接枝反應(yīng)結(jié)束后，加入乙醇溶脹接枝產(chǎn)物，然后加入過量100％的長脂肪碳鏈鹵代烴，在70℃～80℃下反應(yīng)6～8小時。
日本專利J.P.7323206 A2用氯甲基苯乙烯和4-乙烯基吡啶接枝纖維，然后季銨化，具有離子交換性能和抗菌性能，作為濾材用于快速過濾空氣中的微生物。
上述三項專利技術(shù)中，接枝聚合物抗菌材料都是采用先接枝吡啶單體，然后進行后季銨化的兩步反應(yīng)方法。反應(yīng)步驟復(fù)雜，而且第二步季銨化反應(yīng)需要充分溶脹第一步產(chǎn)物，鹵代烴須要100％過量，反應(yīng)溫度高，造成產(chǎn)品成本提高。其不得不采用兩步法的原因在于接枝反應(yīng)中存在的均聚副反應(yīng)，接枝長脂肪碳鏈季銨鹽、吡啶鹽時，單體都被副反應(yīng)消耗，生成大量均聚物，使得接枝反應(yīng)無法進行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種聚合物表面光接枝長脂肪碳鏈季銨鹽和吡啶鹽的方，在通用聚合物表面一步接枝長脂肪碳鏈季銨鹽和吡啶鹽，以得到一種抗菌材料。
本發(fā)明提出的聚合物表面光接枝長脂肪碳鏈季銨鹽和吡啶鹽的方法，包括以下各步驟(1)以甲苯、苯、二氯甲烷或四氫呋喃為溶劑，使帶有羥基的叔胺的摩爾濃度為0.5～2mol/L，在帶有羥基的叔胺的溶液中加入三乙胺和含有C＝C不飽和雙鍵的酰氯，得到反應(yīng)產(chǎn)物A，加入摩爾比為酰氯∶羥基∶三乙胺＝1～8∶1∶1～1.2，反應(yīng)溫度為0～20℃，反應(yīng)時間為8～24小時；(2)在上述反應(yīng)產(chǎn)物A中，加入丙酮、二氯甲烷或乙睛中的任何一種作為溶劑，使溶液摩爾濃度為0.5～2mol/L，再加入脂肪族鹵化物進行回流反應(yīng)，得到反應(yīng)產(chǎn)物B，加入摩爾比為反應(yīng)產(chǎn)物A∶脂肪族鹵化物＝1∶1～1.5，反應(yīng)時間為16～32小時；(3)在乙烯吡啶中，加入丙酮、二氯甲烷或乙睛中的任何一種作為溶劑，使溶液摩爾濃度為0.5～2mol/L，加入脂肪族鹵化物進行回流反應(yīng)，得到反應(yīng)產(chǎn)物C，加入摩爾比為乙烯吡啶∶脂肪族鹵化物＝1∶1～1.2，反應(yīng)時間為6～18小時；(4)使上述產(chǎn)物B和C以任何比例混合，以去離子水為溶劑，加入光引發(fā)劑配成接枝溶液，加入的重量百分比為產(chǎn)物B+C∶光引發(fā)劑∶溶劑＝1∶0.05～0.2∶2～10，然后將聚合物浸泡在接枝溶液中，在惰性氣體保護下，開啟紫外光進行輻照反應(yīng)，輻照強度為20～40毫瓦/厘米2，輻照反應(yīng)溫度為20℃～70℃，反應(yīng)時間5～40分鐘；或以去離子水為溶劑，將上述反應(yīng)產(chǎn)物B和C以任何比例混合，配成接枝溶液，加入的重量百分比為產(chǎn)物B+C∶溶劑＝1∶2～10，然后將聚合物光休眠基浸泡在接枝溶液中，開啟紫外光進行輻照反應(yīng)，得到接枝聚合物，輻照強度為20～40毫瓦/厘米2，輻照反應(yīng)溫度為20℃～70℃，反應(yīng)時間5～40分鐘；(5)用水和丙酮的任何比例的混合溶劑對上述接枝聚合物抽提20～24小時，在低于60℃下干燥。
上述方法中的酰氯可以為丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯。
上述方法中的叔胺帶有一個或兩個羥基，例如可以為N，N-二甲基乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N，N-二甲基正丙醇胺和N，N-二甲基異丙醇胺中的任何一種。
上述方法中的鹵化物可以為氯化物、溴化物或碘化物中的任何一種，例如可以為溴代正丁烷、溴代正辛烷、溴代正十二烷、溴代正十四烷、溴代正十六烷或溴代正十八烷中的任何一種。
上述方法中的光引發(fā)劑可以為二苯甲酮。
上述方法中的的聚合物光休眠基的制備方法為將聚合物浸泡在含有2mol/L丙烯酸和0.2mol/L二苯甲酮的丙酮溶液中，開啟紫外光，輻照強度為20～40毫瓦/厘米2，光照1～6分鐘，進行預(yù)接枝反應(yīng)。
上述方法中的聚合物可以為聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯睛或聚酯中的任何一種。
本發(fā)明提出的聚合物表面光接枝長脂肪碳鏈季銨鹽和吡啶鹽的方法，反應(yīng)步驟簡單，反應(yīng)溫度較低，因此產(chǎn)品成本低。由紫外光引發(fā)的光接枝聚合反應(yīng)接枝效率高，可比較嚴(yán)格地控制接枝反應(yīng)在基材的表面進行，不會損壞基材本體性能。利用本發(fā)明方法制備的聚合物表面光接枝長脂肪碳鏈季銨鹽和吡啶鹽，可以作為抗菌材料，廣泛應(yīng)用于從日常穿用的纖維服裝到家居常用的家用電器、衛(wèi)生陶瓷制品、塑料薄膜，以及建筑用的鋼板、涂料等各個領(lǐng)域。
具體實施例方式
實施例1(1)以100ml苯為溶劑，與0.1mol的N，N-二甲基乙醇胺配制成液，加入三乙胺和甲基丙烯酰氯，酰氯與羥基和三乙胺的摩爾比為2∶1∶1，反應(yīng)溫度0℃，反應(yīng)時間為16小時。得到產(chǎn)物為甲基丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)乙酯。
(2)在0.1mol的甲基丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)乙酯中加入100ml二氯甲烷為溶劑，再加入0.1mol的十八烷基溴化烴進行回流反應(yīng)，反應(yīng)24小時；得到產(chǎn)物為甲基丙烯酰氧乙基-十八烷基-二甲基溴化銨，為反應(yīng)產(chǎn)物B。
(3)在4-乙烯基吡啶中加入二氯甲烷為溶劑，使溶液摩爾濃度為1mol/L，加入溴代正十六烷進行回流反應(yīng)，得到反應(yīng)產(chǎn)物4-乙烯基-正十六烷基溴代吡啶鹽，為反應(yīng)產(chǎn)物C，加入摩爾比為4-乙烯基吡啶∶溴代正十六烷＝1∶1.2，反應(yīng)時間為16小時。
(4)使上述產(chǎn)物B和C以摩爾比1∶1混合，以去離子水為溶劑，加入二苯甲酮配成接枝溶液，加入的重量百分比為產(chǎn)物B+C∶二苯甲酮∶溶劑＝1∶0.1∶5，然后將聚丙烯浸泡在接枝溶液中，開啟紫外光進行輻照反應(yīng)，輻照強度為20毫瓦/厘米2，輻照反應(yīng)溫度為30℃，反應(yīng)時間30分鐘。
(5)以水和丙酮的混合溶劑對上述接枝聚合物抽提24小時，在低于60℃下干燥。
實施例2(1)以100ml苯為溶劑，與0.1mol的N，N-二甲基乙醇胺配制成液，加入三乙胺和甲基丙烯酰氯，酰氯與羥基和三乙胺的摩爾比為2∶1∶1，反應(yīng)溫度0℃，反應(yīng)時間為16小時。得到產(chǎn)物為甲基丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)乙酯。
(2)在0.1mol的甲基丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)乙酯中加入100ml二氯甲烷為溶劑，再加入0.1mol的十八烷基溴化烴進行回流反應(yīng)，反應(yīng)24小時；得到產(chǎn)物為甲基丙烯酰氧乙基-十八烷基-二甲基溴化銨。
(3)在4-乙烯基吡啶中加入二氯甲烷為溶劑，使溶液摩爾濃度為1mol/L，加入溴代正十六烷進行回流反應(yīng)，得到反應(yīng)產(chǎn)物4-乙烯基-正十六烷基溴代吡啶鹽，為反應(yīng)產(chǎn)物C，加入摩爾比為4-乙烯基吡啶∶溴代正十六烷＝1∶1.2，反應(yīng)時間為24小時。
(4)使上述產(chǎn)物B和C以摩爾比1∶2混合，以去離子水為溶劑，加入二苯甲酮配成接枝溶液，加入的重量百分比為產(chǎn)物B+C∶溶劑＝1∶5，然后將聚丙烯光休眠基浸泡在接枝溶液中，開啟紫外光進行輻照反應(yīng)，輻照強度為35毫瓦/厘米2，輻照反應(yīng)溫度為30℃，反應(yīng)時間20分鐘。其中聚丙烯光休民基的制備方法為將聚丙烯浸泡在含有2mol/L丙烯酸和0.2mol/L二苯甲酮的丙酮溶液中，開啟紫外光，輻照強度為20毫瓦/厘米2，光照3分鐘，進行預(yù)接枝反應(yīng)。
(5)以水和丙酮的混合溶劑對上述接枝聚合物抽提24小時，在低于60℃下干燥。
實施例3(1)以100ml苯為溶劑，與0.05mol的N-甲基二乙醇胺配制成液，加入三乙胺和甲基丙烯酰氯，酰氯與羥基和三乙胺的摩爾比為2∶1∶1，反應(yīng)溫度0℃，反應(yīng)時間為16小時。得到產(chǎn)物為甲基丙烯酸2-(N-甲基胺基)二乙酯。
(2)在0.05mol的甲基丙烯酸2-(N-甲基胺基)二乙酯中加入100ml二氯甲烷為溶劑，再加入0.55mol的十二烷基溴化烴進行回流反應(yīng)，反應(yīng)24小時；得到產(chǎn)物為二甲基丙烯酰氧乙基-十二烷基-甲基溴化銨。
(3)在4-乙烯基吡啶中加入二氯甲烷為溶劑，使溶液摩爾濃度為1mol/L，加入溴代正十六烷進行回流反應(yīng)，得到4-乙烯基-正十六烷基溴代吡啶鹽，為反應(yīng)產(chǎn)物C，加入摩爾比為4-乙烯基吡啶∶溴代正十六烷＝1∶1.2，反應(yīng)時間為16小時。
(4)使上述產(chǎn)物B和C摩爾比2∶1混合，以去離子水為溶劑，加入二苯甲酮配成接枝溶液，加入的重量百分比為產(chǎn)物B+C∶溶劑＝1∶10，然后將聚丙烯光休眠基浸泡在接枝溶液，開啟紫外光進行輻照反應(yīng)，輻照強度為40毫瓦/厘米2，輻照反應(yīng)溫度為30℃，反應(yīng)時間5分鐘。其中聚丙烯光休眠基的制備方法為將聚丙烯浸泡在含有2mol/L丙烯酸和0.2mol/L二苯甲酮的丙酮溶液中，開啟紫外光，輻照強度為20毫瓦/厘米2，光照3分鐘，進行預(yù)接枝反應(yīng)。
(5)以水和丙酮的混合溶劑對上述接枝聚合物抽提24小時，在低于60℃下干燥。
實施例4(1)以100ml四氫呋喃為溶劑，與0.05mol的N，N-二甲基乙醇胺配制成液，加入三乙胺和丙烯酰氯，酰氯與羥基和三乙胺的摩爾比為2∶1∶1，反應(yīng)溫度5℃，反應(yīng)時間為16小時。得到產(chǎn)物為丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)乙酯。
(2)在0.1mol的丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)乙酯中加入100ml二氯甲烷為溶劑，再加入0.1mol的十八烷基溴化烴進行回流反應(yīng)，反應(yīng)16小時；得到產(chǎn)物為丙烯酰氧乙基-十八烷基-二甲基溴化銨。
(3)在4-乙烯基吡啶中加入二氯甲烷為溶劑，使溶液摩爾濃度為1mol/L，加入溴代正十六烷進行回流反應(yīng)，得到4-乙烯基-正十六烷基溴代吡啶鹽，為反應(yīng)產(chǎn)物C，加入摩爾比為4-乙烯基吡啶∶溴代正十六烷＝1∶1.2，反應(yīng)時間為24小時；(4)使上述產(chǎn)物B和C摩爾比2∶1混合，以去離子水為溶劑，加入二苯甲酮配成接枝溶液，加入的重量百分比為產(chǎn)物B+C∶溶劑＝1∶5，然后將聚丙烯光休眠基浸泡在接枝溶液中，開啟紫外光進行輻照反應(yīng)，輻照強度為35毫瓦/厘米2，輻照反應(yīng)溫度為30℃，反應(yīng)時間20分鐘。其中聚丙烯光休眠基的制備方法為將聚丙烯浸泡在含有2mol/L丙烯酸和0.2mol/L二苯甲酮的丙酮溶液中，開啟紫外光，輻照強度為20毫瓦/厘米2，光照3分鐘，進行預(yù)接枝反應(yīng)。
(5)以水和丙酮的混合溶劑對上述接枝聚合物抽提24小時，在低于60℃下干燥。
實施例5(1)以100ml苯為溶劑，與0.1mol的N，N-二甲基正丙醇胺配制成液，加入三乙胺和丙烯酰氯，酰氯與羥基和三乙胺的摩爾比為6∶1∶1，反應(yīng)溫度0℃，反應(yīng)時間為24小時。得到產(chǎn)物為丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)正丙酯。
(2)在0.1mol的丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)正丙酯中加入100ml二氯甲烷為溶劑，再加入0.1mol的溴代正辛烷進行回流反應(yīng)，反應(yīng)32小時；得到產(chǎn)物為丙烯酰氧正丙基-正辛烷基-二甲基溴化銨。
(3)在4-乙烯基吡啶中加入丙酮為溶劑，使溶液摩爾濃度為0.5mol/L，加入溴代正十八烷進行回流反應(yīng)，得到4-乙烯基-正十八烷基溴代吡啶鹽，為反應(yīng)產(chǎn)物C，加入摩爾比為4-乙烯基吡啶∶溴代正十八烷＝1∶1，反應(yīng)時間為24小時。
(4)使上述產(chǎn)物B和C摩爾比2∶1混合，以去離子水為溶劑，加入二苯甲酮配成接枝溶液，加入的重量百分比為產(chǎn)物B+C∶溶劑＝1∶5，然后將聚丙烯光休眠基浸泡在接枝溶液中，開啟紫外光進行輻照反應(yīng)，輻照強度為30毫瓦/厘米2，輻照反應(yīng)溫度為30℃，反應(yīng)時間20分鐘。其中聚丙烯光休眠基的制備方法為將聚丙烯浸泡在含有2mol/L丙烯酸和0.2mol/L二苯甲酮的丙酮溶液中，開啟紫外光，輻照強度為20毫瓦/厘米2，光照6分鐘，進行預(yù)接枝反應(yīng)。
(5)以水和丙酮的混合溶劑對上述接枝聚合物抽提24小時，在低于60℃下干燥。
實施例6(1)以100ml二氯甲烷為溶劑，與0.1mol的N，N-二甲基正丙醇胺配制成液，加入三乙胺和丙烯酰氯，酰氯與羥基和三乙胺的摩爾比為6∶1∶1，反應(yīng)溫度0℃，反應(yīng)時間為24小時。得到產(chǎn)物為丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)異丙酯。
(2)在0.1mol的丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)異丙酯中加入100ml二氯甲烷為溶劑，再加入0.1mol的溴代正癸烷進行回流反應(yīng)，反應(yīng)32小時；得到產(chǎn)物為丙烯酰氧異丙基-正癸烷基-二甲基溴化銨。
(3)在4-乙烯基吡啶中加入乙睛為溶劑，使溶液摩爾濃度為1mol/L，加入溴代正十二烷進行回流反應(yīng)，得到4-乙烯基-正十二烷基溴代吡啶鹽，為反應(yīng)產(chǎn)物C，加入摩爾比為4-乙烯基吡啶∶溴代正十二烷＝1∶1.5，反應(yīng)時間為24小時；(4)使上述產(chǎn)物B和C摩爾1∶1混合，以去離子水為溶劑，加入二苯甲酮配成接枝溶液，加入的重量百分比為產(chǎn)物B+C∶溶劑＝1∶5，然后將聚乙烯光休眠基浸泡在接枝溶液中，開啟紫外光進行輻照反應(yīng)，輻照強度為25毫瓦/厘米2，輻照反應(yīng)溫度為70℃，反應(yīng)時間5分鐘。其中聚乙烯光休眠基的制備方法為將聚丙烯浸泡在含有2mol/L丙烯酸和0.2mol/L二苯甲酮的丙酮溶液中，開啟紫外光，輻照強度為25毫瓦/厘米2，光照1分鐘，進行預(yù)接枝反應(yīng)。
(5)以水和丙酮的混合溶劑對上述接枝聚合物抽提24小時，在低于60℃下干燥。
實施例7(1)以100ml甲苯為溶劑，與0.1mol的N，N-二甲基乙醇胺配制成液，加入三乙胺和甲基丙烯酰氯，酰氯與羥基和三乙胺的摩爾比為2∶1∶1.2，反應(yīng)溫度0℃，反應(yīng)時間為16小時。得到產(chǎn)物為甲基丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)乙酯。
(2)在0.1mol的甲基丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)乙酯中加入100ml二氯甲烷為溶劑，再加入0.1mol的溴代正丁烷進行回流反應(yīng)，反應(yīng)24小時；得到產(chǎn)物為甲基丙烯酰氧乙基-正丁烷基-二甲基溴化銨。
(3)在4-乙烯基吡啶中加入丙酮為溶劑，使溶液摩爾濃度為1mol/L，加入溴代正辛烷進行回流反應(yīng)，得到4-乙烯基-正辛烷基溴代吡啶鹽，為反應(yīng)產(chǎn)物C，加入摩爾比為4-乙烯基吡啶∶溴代正辛烷＝1∶1.5，反應(yīng)時間為32小時(4)使上述產(chǎn)物B和C摩爾1∶1混合，以去離子水為溶劑，加入二苯甲酮配成接枝溶液，加入的重量百分比為產(chǎn)物B+C∶二苯甲酮∶溶劑＝1∶0.05∶2，然后將聚丙烯睛浸泡在接枝溶液中，在惰性氣體保護下，開啟紫外光進行輻照反應(yīng)，輻照強度為35毫瓦/厘米2，輻照反應(yīng)溫度為20℃，反應(yīng)時間40分鐘。
(5)以水和丙酮的混合溶劑對上述接枝聚合物抽提24小時，在低于60℃下干燥。
實施例8(1)以100ml苯為溶劑，與0.1mol的N，N-二甲基乙醇胺配制成液，加入三乙胺和甲基丙烯酰氯，酰氯與羥基和三乙胺的摩爾比為2∶1∶1.1，反應(yīng)溫度0℃，反應(yīng)時間為16小時。得到產(chǎn)物為甲基丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)乙酯。
(2)在0.1mol的甲基丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)乙酯中加入100ml二氯甲烷為溶劑，再加入0.15mol的十四烷基溴化烴進行回流反應(yīng)，反應(yīng)24小時；得到產(chǎn)物為甲基丙烯酰氧乙基-十四烷基-二甲基溴化銨。
(3)在4-乙烯基吡啶中加入二氯甲烷為溶劑，使溶液摩爾濃度為1mol/L，加入溴代正十四烷進行回流反應(yīng)，得到4-乙烯基-十四烷基溴代吡啶鹽，為反應(yīng)產(chǎn)物C，加入摩爾比為4-乙烯基吡啶∶溴代正十四烷＝1∶1.5，反應(yīng)時間為24小時；(4)使上述產(chǎn)物B和C摩爾1∶1混合，以去離子水為溶劑，加入二苯甲酮配成接枝溶液，加入的重量百分比為產(chǎn)物B+C∶二苯甲酮∶溶劑＝1∶0.2∶10，然后將聚丙烯浸泡在接枝溶液中，在惰性氣體保護下，開啟紫外光進行輻照反應(yīng)，輻照強度為40毫瓦/厘米2，輻照反應(yīng)溫度為40℃，反應(yīng)時間30分鐘。
(5)以水和丙酮的混合溶劑對上述接枝聚合物抽提24小時，在低于60℃下干燥。
實施例9(1)以100ml四氫呋喃為溶劑，與0.1mol的N，N-二乙基乙醇胺配制成液，加入三乙胺和丙烯酰氯，以四氫呋喃為溶劑酰氯與羥基和三乙胺的摩爾比為6∶1∶1，反應(yīng)溫度0℃，反應(yīng)時間為24小時。得到產(chǎn)物為丙烯酸2-(N，N-二乙基胺基)乙酯。
(2)在0.1mol的丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)乙酯中加入100ml二氯甲烷為溶劑，再加入0.1mol的溴代十六烷進行回流反應(yīng)，反應(yīng)32小時；得到產(chǎn)物為丙烯酰氧乙基-十六烷基-二乙基溴化銨。
(3)在4-乙烯基吡啶中加入丙酮為溶劑，使溶液摩爾濃度為1mol/L，加入溴代正癸烷進行回流反應(yīng)，得到4-乙烯基-正癸烷基溴代吡啶鹽，為反應(yīng)產(chǎn)物C，加入摩爾比為4-乙烯基吡啶∶溴代正癸烷＝1∶1.5，反應(yīng)時間為32小時(4)使上述產(chǎn)物B和C摩爾1∶1混合，以去離子水為溶劑，加入二苯甲酮配成接枝溶液，加入的重量百分比為產(chǎn)物B+C∶溶劑＝1∶2，然后將PET聚酯光休眠基浸泡在接枝溶液中，開啟紫外光進行輻照反應(yīng)，輻照強度為20毫瓦/厘米2，輻照反應(yīng)溫度為30℃，反應(yīng)時間40分鐘。其中PET聚酯光休眠基的制備方法為將PET聚酯浸泡在含有2mol/L丙烯酸和0.2mol/L二苯甲酮的丙酮溶液中，開啟紫外光，輻照強度為20毫瓦/厘米2，光照3分鐘，進行預(yù)接枝反應(yīng)。
(5)以水和丙酮的混合溶劑對上述接枝聚合物抽提20小時，在低于60℃下干燥。
實施例10(1)以100ml苯為溶劑，與0.1mol的N，N-二甲基異丙醇胺配制成液，加入三乙胺和丙烯酰氯，酰氯與羥基和三乙胺的摩爾比為3∶1∶1，反應(yīng)溫度0℃，反應(yīng)時間為24小時。得到產(chǎn)物為丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)異丙酯。
(2)在0.1mol的丙烯酸2-(N，N-二甲基胺基)異丙酯中加入100ml二氯甲烷為溶劑，再加入0.1mol的溴代正辛烷進行回流反應(yīng)，反應(yīng)22小時；得到產(chǎn)物為丙烯酰氧異丙基-正辛烷基-二甲基溴化銨。
(3)在4-乙烯基吡啶中加入丙酮為溶劑，使溶液摩爾濃度為0.5mol/L，加入溴代正十八烷進行回流反應(yīng)，得到4-乙烯基-正十八烷基溴代吡啶鹽，為反應(yīng)產(chǎn)物C，加入摩爾比為4-乙烯基吡啶∶溴代正十八烷＝1∶1，反應(yīng)時間為24小時。
(4)使上述產(chǎn)物B和C摩爾比1∶1混合，以去離子水為溶劑，加入二苯甲酮配成接枝溶液，加入的重量百分比為產(chǎn)物B+C∶溶劑＝1∶5，然后將聚丙烯光休眠基浸泡在接枝溶液中，開啟紫外光進行輻照反應(yīng)，輻照強度為30毫瓦/厘米2，輻照反應(yīng)溫度為30℃，反應(yīng)時間25分鐘。其中聚丙烯光休眠基的制備方法為將聚丙烯浸泡在含有2mol/L丙烯酸和0.2mol/L二苯甲酮的丙酮溶液中，開啟紫外光，輻照強度為30毫瓦/厘米2，光照4分鐘，進行預(yù)接枝反應(yīng)。
(5)以水和丙酮的混合溶劑對上述接枝聚合物抽提24小時，在低于60℃下干燥。
權(quán)利要求
1.一種聚合物表面光接枝長脂肪碳鏈季銨鹽和吡啶鹽的方法，其特征在于該方法包括以下各步驟(1)以甲苯、苯、二氯甲烷或四氫呋喃為溶劑，使帶有羥基的叔胺的摩爾濃度為0.5～2mol/L，在帶有羥基的叔胺的溶液中加入三乙胺和含有C＝C不飽和雙鍵的酰氯，得到反應(yīng)產(chǎn)物A，加入摩爾比為酰氯∶羥基∶三乙胺＝1～8∶1∶1～1.2，反應(yīng)溫度為0～20℃，反應(yīng)時間為8～24小時；(2)在上述反應(yīng)產(chǎn)物A中，加入丙酮、二氯甲烷或乙睛中的任何一種作為溶劑，使溶液摩爾濃度為0.5～2mol/L，再加入脂肪族鹵化物進行回流反應(yīng)，得到反應(yīng)產(chǎn)物B，加入摩爾比為反應(yīng)產(chǎn)物A∶脂肪族鹵化物＝1∶1～1.5，反應(yīng)時間為16～32小時；(3)在乙烯吡啶中，加入丙酮、二氯甲烷或乙睛中的任何一種作為溶劑，使溶液摩爾濃度為0.5～2mol/L，加入脂肪族鹵化物進行回流反應(yīng)，得到反應(yīng)產(chǎn)物C，加入摩爾比為乙烯吡啶∶脂肪族鹵化物＝1∶1～1.2，反應(yīng)時間為6～18小時；(4)使上述產(chǎn)物B和C以任何比例混合，以去離子水為溶劑，加入光引發(fā)劑配成接枝溶液，加入的重量百分比為產(chǎn)物B+C∶光引發(fā)劑∶溶劑＝1∶0.05～0.2∶2～10，然后將聚合物浸泡在接枝溶液中，在惰性氣體保護下，開啟紫外光進行輻照反應(yīng)，輻照強度為20～40毫瓦/厘米2，輻照反應(yīng)溫度為20℃～70℃，反應(yīng)時間5～40分鐘；或以去離子水為溶劑，將上述反應(yīng)產(chǎn)物B和C以任何比例混合，配成接枝溶液，加入的重量百分比為產(chǎn)物B+C∶溶劑＝1∶2～10，然后將聚合物光休眠基浸泡在接枝溶液中，開啟紫外光進行輻照反應(yīng)，得到接枝聚合物，輻照強度為20～40毫瓦/厘米2，輻照反應(yīng)溫度為20℃～70℃，反應(yīng)時間5～40分鐘；(5)用水和丙酮的任何比例的混合溶劑對上述接枝聚合物抽提20～24小時，在低于60℃下干燥。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的酰氯為丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的叔胺帶有一個或兩個羥基。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于其中所述的叔胺為N，N-二甲基乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N，N-二甲基正丙醇胺和N，N-二甲基異丙醇胺中的任何一種。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的鹵化物為氯化物、溴化物或碘化物中的任何一種。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于其中所述的鹵化物為溴代正丁烷、溴代正辛烷、溴代正十二烷、溴代正十四烷、溴代正十六烷或溴代正十八烷中的任何一種。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的光引發(fā)劑為二苯甲酮。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于聚合物光休眠基的制備方法為將聚合物浸泡在含有2mol/L丙烯酸和0.2mol/L二苯甲酮的丙酮溶液中，開啟紫外光，輻照強度為20～40毫瓦/厘米2，光照1～6分鐘，進行預(yù)接枝反應(yīng)。
9.如權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征在于所述的聚合物為聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯睛或聚酯中的任何一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及聚合物表面光接枝長脂肪碳鏈季銨鹽和吡啶鹽的方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。在帶有羥基的叔胺中加入溶劑、三乙胺和含有C＝C不飽和雙鍵的酰氯，得到反應(yīng)產(chǎn)物A，再加入溶劑和脂肪族鹵化物進行回流反應(yīng)，得到反應(yīng)產(chǎn)物B，在乙烯吡啶中加入溶劑、脂肪族鹵化物進行回流反應(yīng)，得到反應(yīng)產(chǎn)物C，使產(chǎn)物B和C混合，加入光引發(fā)劑配成接枝溶液，將聚合物浸泡其中，開啟紫外光進行輻照反應(yīng)，用溶劑對接枝聚合物抽提、干燥。本發(fā)明的方法步驟簡單，反應(yīng)溫度較低，產(chǎn)品成本低。制備的高分子材料可作為抗菌材料，應(yīng)用于從日常穿用的纖維服裝到家居常用的家用電器、衛(wèi)生陶瓷制品、塑料薄膜，以及建筑用的鋼板、涂料等各個領(lǐng)域。
文檔編號C08L23/02GK1986617SQ20061016524
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者邢曉東, 王曉工 申請人:清華大學(xué)