不锈钢表面复合膜接枝聚合物刷稳定性及防污性能研究

发布时间：2017-09-20 06:02

  本文关键词：不锈钢表面复合膜接枝聚合物刷稳定性及防污性能研究

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【摘要】：在众多领域中得到应用的不锈钢设备及管道都涉及微生物腐蚀等生物污染问题,由此带来了巨大的经济损失。研究负载在不锈钢表面的抗生物污染材料具有广阔的应有前景。阻碍生物污染,保护不锈钢设备的关键在于抵抗各类细菌及蛋白在不锈钢表面的吸附。在材料表面接枝稳定的聚合物刷,能赋予材料多种功能基团。通过聚合物刷材料设计,可实现材料表面的亲疏水性、接枝密度等结构参数的调节,从而达到有效抗生物污染的目的。本文以通过多巴胺寡聚物与硅烷偶联剂反应制备的致密稳定的复合膜为基层,通过接枝反应实现了三种聚合物刷的制备。研究了三种聚合物刷修饰的不锈钢表面的亲疏水性,并研究了三种聚合物刷的稳定性、抗细菌吸附性及抗蛋白吸附性能。研究了聚合物刷结构及表面官能团对所制备的聚合物刷的稳定性。结果表明以疏水性聚合物外接亲水性聚合物的嵌段聚合物刷在长期的海水浸泡中具有良好的稳定性。研究了聚合物刷结构及表面官能团对所制备的聚合物刷的抗细菌吸附及抗蛋白吸附特性。由于与生物膜形成相关的蛋白分子量通常较大,形成生物膜后的蛋白质分子量大小也在一个较宽的范围。因此研究了分子量有较大区别的荧光蛋白及荧光标记的转氨酶在材料表面的吸附特性。探讨了所制备的聚合物刷抗含有更多表面作用位点的荧光标记的转氨酶在聚合物刷上吸附的影响因素。采用不同溶剂处理后的聚合物刷由于分子间氢键的作用,材料结构及表面亲疏水性发生相应的改变,蛋白在材料表面的吸附量也随之发生改变。增加聚合物刷的厚度并不能很好阻止荧光标记的转氨酶的吸附,但提高表面聚合物刷的接枝密度,有望实现对较大分子量蛋白吸附的控制。
【关键词】：生物污染 聚合物刷 防污 稳定性
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 绪论14-24
• 1.1 生物污染简介14-17
• 1.1.1 生物污染的定义及危害14-15
• 1.1.2 生物污染过程15
• 1.1.3 抗污表面的研究15-17
• 1.2 聚合物刷简介17-21
• 1.2.1 聚合物刷的制备17-19
• 1.2.2 聚合物刷的应用19-21
• 1.3 聚合物刷的防污机理21-23
• 1.4 本文研究意义及研究内容23-24
• 第二章 实验部分24-32
• 2.1 实验药品及实验设备24-25
• 2.1.1 实验药品24-25
• 2.1.2 实验设备25
• 2.2 实验方法25-32
• 2.2.1 聚合物刷的制备25-27
• 2.2.2 聚合物刷的表征27-28
• 2.2.3 聚合物刷的性能测试28-32
• 第三章 不锈钢表面聚合物刷的制备及表征32-46
• 3.1 引言32
• 3.2 聚甲基丙烯酸甲酯刷(SS-PDSHP-PMMA)和聚甲基丙烯酸羟乙酯刷(SS-PDSHP-PHEMA)的制备与表征32-40
• 3.2.1 聚合物刷的制备32-34
• 3.2.2 聚合物刷的表征34-40
• 3.3 聚合物刷的性能测试40-44
• 3.3.1 稳定性测试40-41
• 3.3.2 抗细菌吸附测试41-43
• 3.3.3 抗蛋白吸附测试43-44
• 3.4 小结44-46
• 第四章 不锈钢表面嵌段聚合物刷的制备及表征46-62
• 4.1 引言46
• 4.2 嵌段聚合物刷(SS-PDSHP-PMMA-b-PHEMA)的制备与表征46-51
• 4.2.1 嵌段聚合物刷的制备46-47
• 4.2.2 嵌段聚合物刷的表征47-51
• 4.3 嵌段聚合物刷的性能测试51-54
• 4.3.1 稳定性测试51-52
• 4.3.2 抗细菌吸附测试52-53
• 4.3.3 抗蛋白吸附测试53-54
• 4.4 探究荧光标记的转氨酶在聚合物刷修饰的不锈钢表面的吸附特性54-60
• 4.5 小结60-62
• 第五章 结论及展望62-64
• 5.1 主要结论62
• 5.2 展望62-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-70
• 研究成果及发表的学术论文70-72
• 作者和导师简介72-73
• 附件73-74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 莫其逢;黄创高;田建民;高英俊;;原子力显微镜与表面形貌观察[J];广西物理;2007年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 马春风;抗蛋白吸附聚合物的合成与性质[D];中国科学技术大学;2011年

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本文编号：886305