本发明涉及塑料平皿技术领域，具体涉及一种微生物培养平皿及其制备方法。
背景技术：
平皿是一种用于微生物或细胞培养的实验室器皿，平皿材质基本上分为两类，主要为塑料和玻璃的，玻璃的可以用于植物材料、微生物培养和动物细胞的贴壁培养也可能用到。塑料的可能是聚乙烯材料的，有一次性的和多次使用的，适合实验室接种、划线、分离细菌的操作，可以用于植物材料的培养。
随着微生物培养技术不断地发展，对平皿的需求量越来越大，随着需求量的增加，对于平皿的性能要求也有了越来越高的要求，目前平皿的耐磨性能和强度已经不适应相关领域的快速发展，因此研制出耐磨机械强度高的平皿迫在眉睫。
聚苯乙烯树脂为无毒，无臭，无色的透明颗粒，似玻璃状脆性材料，其制品具有极高的透明度，透光率可达90%以上，电绝缘性能好，易着色，加工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好等。聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐磨性不足。
随着纳米技术的兴起，采用纳米粉体对高分子聚合物材料进行改性已经成为业界热议的话题之一，近来研究颇为活跃，我国也将其列为重点支持和发展的高新技术领域。
技术实现要素：
本发明提供一种微生物培养平皿及其制备方法，所述平皿耐磨性好、机械强度高。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案：
一种微生物培养平皿，所述微生物培养平皿由以下重量份原料制成：40~50份改性聚苯乙烯、30~40份聚丙烯、10~12份二苯甲烷双马来酰亚胺、8~12份低密度聚乙烯、5~7份邻苯二甲酸二辛酯、6~8份玻璃纤维、2~4份相容剂、3~5份纳米级氧化钛、1~3份硬脂酸钙、1.5~2.5份六偏磷酸钠、2~4份偶联剂、1~2份板状刚玉。
最为一种最优选方案，所述微生物培养平皿由以下重量份原料制成：45份改性聚苯乙烯、35份聚丙烯、11份二苯甲烷双马来酰亚胺、10份低密度聚乙烯、6份邻苯二甲酸二辛酯、7份玻璃纤维、3份相容剂、4份纳米级氧化钛、2份硬脂酸钙、2份六偏磷酸钠、3份偶联剂、1.5份板状刚玉。
作为一种优选方案，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，偶联剂为丙基三乙氧基硅烷。
作为一种优选方案，所述板状刚玉的粒径为0.4~0.8mm。
作为一种优选方案，所述玻璃纤维直径是2～8微米，纤维长度是50～100微米。
作为一种优选方案，所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
（1）取纯度为99%以上粒度为20~30nm的1.5~2.5份纳米氧化锌，搅拌溶于ph为4.2~4.6的3~5份盐酸水溶液中，蒸馏，烘干，得到物料a；
（2）将70~80份聚苯乙烯溶于丙酮溶液中，加入6~10份正己烷，搅拌均匀，再置于马弗炉中，用氩气做保护气，进行高温焙烧，以4~6℃/min升温至580~620℃，保温2~4h，得到混合料b；
（3）将物料a、混合料b与2~6份陶瓷颗粒放入球磨罐中，加入100~120份无水乙醇，球磨2~4h，干燥去除无水乙醇，得到混合料c；
（4）将混合料c与1~3份滑石粉在混料机中混合4~6min，再通过双螺杆挤出机挤出造粒得到改性聚苯乙烯材料。
作为一种最优选方案，所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
（1）取纯度为99%以上粒度为20~30nm的2份纳米氧化锌，搅拌溶于ph为4.5的4份盐酸水溶液中，蒸馏，烘干，得到物料a；
（2）将75份聚苯乙烯溶于丙酮溶液中，加入8份正己烷，搅拌均匀，再置于马弗炉中，用氩气做保护气，进行高温焙烧，以5℃/min升温至600℃，保温3h，得到混合料b；
（3）将物料a、混合料b与4份陶瓷颗粒放入球磨罐中，加入110份无水乙醇，球磨3h，干燥去除无水乙醇，得到混合料c；
（4）将混合料c与2份滑石粉在混料机中混合5min，再通过双螺杆挤出机挤出造粒得到改性聚苯乙烯材料。
作为一种优选方案，所述步骤（4）中双螺杆挤出螺杆直径为80~100mm，螺杆转速为200~300rpm，喂料螺杆速度为40~60rpm，挤出温度为180~200℃。
作为一种优选方案，所述陶瓷颗粒为氮化硅陶瓷颗粒。
本发明还提供了一种微生物培养平皿的制备方法，包含以下步骤：按照配方称取原料加入到混料机中，混料机转速为550~650rpm，混合时间为6~8min，再送入注塑机中，在螺杆的作用下挤压成熔融状态的熔体，并将熔体注射到平皿成型模具中，保压3~5s，冷却，即得。
作为一种优选方案，所述注塑压力为74~78mpa。
本发明的有益效果：（1）本发明所述的微生物培养的平皿具有良好的耐磨性能和机械性能，具有更加广泛的用途；（2）本发明所述的微生物培养的平皿得耐磨性能和机械性能通过改性聚苯乙烯、二苯甲烷双马来酰亚胺协同作用来提升；（3）聚苯乙烯具有优异的性能，但是不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐磨性不足，本发明所述的改性聚苯乙烯通过纳米氧化锌、陶瓷颗粒、滑石粉来显著提升耐磨性能和机械性能，弥补聚苯乙烯的短板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所述的聚苯乙烯购于阿法埃莎（中国）化学有限公司，聚丙烯平均分子量为11万，低密度聚乙烯购于茂名市业祥塑胶有限公司，
实施例1
一种微生物培养平皿，所述微生物培养平皿由以下重量份原料制成：45份改性聚苯乙烯、35份聚丙烯、11份二苯甲烷双马来酰亚胺、10份低密度聚乙烯、6份邻苯二甲酸二辛酯、7份玻璃纤维、3份相容剂、4份纳米级氧化钛、2份硬脂酸钙、2份六偏磷酸钠、3份偶联剂、1.5份板状刚玉。
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，偶联剂为丙基三乙氧基硅烷。
所述板状刚玉的粒径为0.4~0.8mm。
所述玻璃纤维直径是2～8微米，纤维长度是50～100微米。
所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
（1）取纯度为99%以上粒度为20~30nm的2份纳米氧化锌，搅拌溶于ph为4.5的4份盐酸水溶液中，蒸馏，烘干，得到物料a；
（2）将75份聚苯乙烯溶于丙酮溶液中，加入8份正己烷，搅拌均匀，再置于马弗炉中，用氩气做保护气，进行高温焙烧，以5℃/min升温至600℃，保温3h，得到混合料b；
（3）将物料a、混合料b与4份陶瓷颗粒放入球磨罐中，加入110份无水乙醇，球磨3h，干燥去除无水乙醇，得到混合料c；
（4）将混合料c与2份滑石粉在混料机中混合5min，再通过双螺杆挤出机挤出造粒得到改性聚苯乙烯材料。
所述步骤（4）中双螺杆挤出螺杆直径为80~100mm，螺杆转速为200~300rpm，喂料螺杆速度为40~60rpm，挤出温度为180~200℃。
所述陶瓷颗粒为氮化硅陶瓷颗粒。
所述的微生物培养平皿的制备方法，包含以下步骤：按照配方称取原料加入到混料机中，混料机转速为550~650rpm，混合时间为6~8min，再送入注塑机中，在螺杆的作用下挤压成熔融状态的熔体，并将熔体注射到平皿成型模具中，保压3~5s，冷却，即得。
所述注塑压力为74~78mpa。
实施例2
一种微生物培养平皿，所述微生物培养平皿由以下重量份原料制成：40份改性聚苯乙烯、30份聚丙烯、10份二苯甲烷双马来酰亚胺、8份低密度聚乙烯、5份邻苯二甲酸二辛酯、6份玻璃纤维、2份相容剂、3份纳米级氧化钛、1份硬脂酸钙、1.5份六偏磷酸钠、2份偶联剂、1份板状刚玉。
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，偶联剂为丙基三乙氧基硅烷。
所述板状刚玉的粒径为0.4~0.8mm。
所述玻璃纤维直径是2～8微米，纤维长度是50～100微米。
所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
（1）取纯度为99%以上粒度为20~30nm的2份纳米氧化锌，搅拌溶于ph为4.5的4份盐酸水溶液中，蒸馏，烘干，得到物料a；
（2）将5份聚苯乙烯溶于丙酮溶液中，加入8份正己烷，搅拌均匀，再置于马弗炉中，用氩气做保护气，进行高温焙烧，以5℃/min升温至600℃，保温3h，得到混合料b；
（3）将物料a、混合料b与4份陶瓷颗粒放入球磨罐中，加入110份无水乙醇，球磨3h，干燥去除无水乙醇，得到混合料c；
（4）将混合料c与2份滑石粉在混料机中混合5min，再通过双螺杆挤出机挤出造粒得到改性聚苯乙烯材料。
所述步骤（4）中双螺杆挤出螺杆直径为80~100mm，螺杆转速为200~300rpm，喂料螺杆速度为40~60rpm，挤出温度为180~200℃。
所述陶瓷颗粒为氮化硅陶瓷颗粒。
所述的微生物培养平皿的制备方法，包含以下步骤：按照配方称取原料加入到混料机中，混料机转速为550~650rpm，混合时间为6~8min，再送入注塑机中，在螺杆的作用下挤压成熔融状态的熔体，并将熔体注射到平皿成型模具中，保压3~5s，冷却，即得。
所述注塑压力为74~78mpa。
实施例3
一种微生物培养平皿，所述微生物培养平皿由以下重量份原料制成：50份改性聚苯乙烯、40份聚丙烯、12份二苯甲烷双马来酰亚胺、12份低密度聚乙烯、7份邻苯二甲酸二辛酯、8份玻璃纤维、4份相容剂、5份纳米级氧化钛、3份硬脂酸钙、2.5份六偏磷酸钠、4份偶联剂、2份板状刚玉。
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，偶联剂为丙基三乙氧基硅烷。
所述板状刚玉的粒径为0.4~0.8mm。
所述玻璃纤维直径是2～8微米，纤维长度是50～100微米。
所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
（1）取纯度为99%以上粒度为20~30nm的2份纳米氧化锌，搅拌溶于ph为4.5的4份盐酸水溶液中，蒸馏，烘干，得到物料a；
（2）将75份聚苯乙烯溶于丙酮溶液中，加入8份正己烷，搅拌均匀，再置于马弗炉中，用氩气做保护气，进行高温焙烧，以5℃/min升温至600℃，保温3h，得到混合料b；
（3）将物料a、混合料b与4份陶瓷颗粒放入球磨罐中，加入110份无水乙醇，球磨3h，干燥去除无水乙醇，得到混合料c；
（4）将混合料c与2份滑石粉在混料机中混合5min，再通过双螺杆挤出机挤出造粒得到改性聚苯乙烯材料。
所述步骤（4）中双螺杆挤出螺杆直径为80~100mm，螺杆转速为200~300rpm，喂料螺杆速度为40~60rpm，挤出温度为180~200℃。
所述陶瓷颗粒为氮化硅陶瓷颗粒。
所述的微生物培养平皿的制备方法，包含以下步骤：按照配方称取原料加入到混料机中，混料机转速为550~650rpm，混合时间为6~8min，再送入注塑机中，在螺杆的作用下挤压成熔融状态的熔体，并将熔体注射到平皿成型模具中，保压3~5s，冷却，即得。
所述注塑压力为74~78mpa。
实施例4
实施例4与实施例1不同之处在于，改性聚苯乙烯的制备和原料参数不同，其它都相同。
所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
（1）取纯度为99%以上粒度为20~30nm的1.5份纳米氧化锌，搅拌溶于ph为4.2的3份盐酸水溶液中，蒸馏，烘干，得到物料a；
（2）将70份聚苯乙烯溶于丙酮溶液中，加入6份正己烷，搅拌均匀，再置于马弗炉中，用氩气做保护气，进行高温焙烧，以4℃/min升温至580℃，保温2h，得到混合料b；
（3）将物料a、混合料b与2份陶瓷颗粒放入球磨罐中，加入100份无水乙醇，球磨2h，干燥去除无水乙醇，得到混合料c；
（4）将混合料c与1份滑石粉在混料机中混合4min，再通过双螺杆挤出机挤出造粒得到改性聚苯乙烯材料。
实施例5
实施例5与实施例1不同之处在于，改性聚苯乙烯的制备和原料参数不同，其它都相同。
所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
（1）取纯度为99%以上粒度为20~30nm的2.5份纳米氧化锌，搅拌溶于ph为4.6的5份盐酸水溶液中，蒸馏，烘干，得到物料a；
（2）将80份聚苯乙烯溶于丙酮溶液中，加入10份正己烷，搅拌均匀，再置于马弗炉中，用氩气做保护气，进行高温焙烧，以6℃/min升温至620℃，保温4h，得到混合料b；
（3）将物料a、混合料b与6份陶瓷颗粒放入球磨罐中，加入120份无水乙醇，球磨4h，干燥去除无水乙醇，得到混合料c；
（4）将混合料c与3份滑石粉在混料机中混合6min，再通过双螺杆挤出机挤出造粒得到改性聚苯乙烯材料。
对比例1
对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1用聚苯乙烯替换改性聚苯乙烯，其它都相同。
对比例2
对比例2与实施例1不同之处在于，对比例2不含有二苯甲烷双马来酰亚胺，其它都相同。
对比例3
对比例3与实施例1不同之处在于，改性聚苯乙烯的制备方中对比例3不包含有步骤（1），即制备中不加入纳米氧化锌，其它都相同。
对比例4
对比例4与实施例1不同之处在于，改性聚苯乙烯的制备方中对比例3不包含有步骤（3），即制备中不加入陶瓷颗粒，其它都相同。
为了进一步证明本发明的效果，提供了以下测试方法：
采用mmw－1a组态控制万能摩擦磨损试验机对实施例与对比例平皿进行摩擦磨损试验，并测定其机械性能，测定结果见表1。
表1测定值
从表1可看出，本发明所述的微生物培养平皿具有良好的耐磨性能和机械性能，其中实施例1具有最好的耐磨性能和机械性能，对比实施例1与实施例2、3，可看出，所述的微生物培养平皿不同的配比具有不同的耐磨性能和机械性能，其中实施例1为最佳配比；对比实施例1与实施例4、5可看出，不同的改性聚苯乙烯的制备和原料
参数不同，具有不同的耐磨性能和机械性能，其中实施例1为最佳改性聚苯乙烯的制备和原料参数不同；对比实施例1与对比例1可知，改性聚苯乙烯能够显著提升本发明所述的平皿的耐磨性能和机械性能；对比实施例1与对比例2可知，二苯甲烷双马来酰亚胺能够显著提升本发明所述的平皿的耐磨性能和机械性能；对比实施例1与对比例3、4可知，本发明所述的改性聚苯乙烯的步骤（1）、（3）具有不可替代性，替代后，本发明所述的平皿的耐磨性能和机械性能会下降。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
1.一种微生物培养平皿，其特征在于，所述微生物培养平皿由以下重量份原料制成：40~50份改性聚苯乙烯、30~40份聚丙烯、10~12份二苯甲烷双马来酰亚胺、8~12份低密度聚乙烯、5~7份邻苯二甲酸二辛酯、6~8份玻璃纤维、2~4份相容剂、3~5份纳米级氧化钛、1~3份硬脂酸钙、1.5~2.5份六偏磷酸钠、2~4份偶联剂、1~2份板状刚玉。
2.根据权利要求1所述的微生物培养平皿，其特征在于，所述微生物培养平皿由以下重量份原料制成：45份改性聚苯乙烯、35份聚丙烯、11份二苯甲烷双马来酰亚胺、10份低密度聚乙烯、6份邻苯二甲酸二辛酯、7份玻璃纤维、3份相容剂、4份纳米级氧化钛、2份硬脂酸钙、2份六偏磷酸钠、3份偶联剂、1.5份板状刚玉。
3.根据权利要求1所述的微生物培养平皿，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，偶联剂为丙基三乙氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的微生物培养平皿，其特征在于，所述板状刚玉的粒径为0.4~0.8mm。
5.根据权利要求1所述的微生物培养平皿，其特征在于，所述玻璃纤维直径是2～8微米，纤维长度是50～100微米。
6.根据权利要求1所述的微生物培养平皿，其特征在于，所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
（1）取纯度为99%以上粒度为20~30nm的1.5~2.5份纳米氧化锌，搅拌溶于ph为4.2~4.6的3~5份盐酸水溶液中，蒸馏，烘干，得到物料a；
（2）将70~80份聚苯乙烯溶于丙酮溶液中，加入6~10份正己烷，搅拌均匀，再置于马弗炉中，用氩气做保护气，进行高温焙烧，以4~6℃/min升温至580~620℃，保温2~4h，得到混合料b；
（3）将物料a、混合料b与2~6份陶瓷颗粒放入球磨罐中，加入100~120份无水乙醇，球磨2~4h，干燥去除无水乙醇，得到混合料c；
（4）将混合料c与1~3份滑石粉在混料机中混合4~6min，再通过双螺杆挤出机挤出造粒得到改性聚苯乙烯材料。
7.根据权利要求6所述的微生物培养平皿，其特征在于，所述步骤（4）中双螺杆挤出螺杆直径为80~100mm，螺杆转速为200~300rpm，喂料螺杆速度为40~60rpm，挤出温度为180~200℃。
8.根据权利要求6所述的微生物培养平皿，其特征在于，所述陶瓷颗粒为氮化硅陶瓷颗粒。
9.权利要求1~8所述的微生物培养平皿的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：按照配方称取原料加入到混料机中，混料机转速为550~650rpm，混合时间为6~8min，再送入注塑机中，在螺杆的作用下挤压成熔融状态的熔体，并将熔体注射到平皿成型模具中，保压3~5s，冷却，即得。
10.根据权利要求9所述的微生物培养平皿的制备方法，其特征在于，所述注塑压力为74~78mpa。
技术总结