结构型水性抗菌丙烯酸树脂的合成及性能研究

发布时间：2020-04-15 23:21

【摘要】：随着全球范围内流行性疾病的传播,抗菌材料的研究受到人们的重视。抗菌材料中只有结构型抗菌聚合物抗菌分子不会扩散,不会耗尽,抗菌功能持久且很大程度上不会产生耐药性。水性丙烯酸树脂具有许多优异的特性,广泛应用于家居、医疗领域的表面涂装,合成结构型抗菌水性丙烯酸树脂具有重要的意义。本文以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、丙烯酸(AA)为单体,过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂,乙醇为助溶剂,采用自由基聚合和半连续滴加法合成得到基础水性丙烯酸树脂(hs-WA),考察树脂中单体配比、引发剂的含量、反应时间、反应温度对树脂性能的影响。当MMA:BA为1:1,AA、HPA含量分别为4.85%、20%,BPO的加入总量为单体的3%,反应温度为80~oC,滴加时间和保温时间分别为3h、4h,制备性能稳定的水性丙烯酸树脂。研究选用一种苯季铵盐抗菌剂3-(甲氧基硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵(TSA),将TSA引入到树脂中,合成结构型水性抗菌丙烯酸树脂(hs-WAT)。利用FTIR、~1HNMR、接触角、SEM、TG和DSC对样品进行分析,并采用菌落计数法和抑菌圈法对样品进行抗菌测试。结果表明:引入TSA后,树脂的表面形貌没有改变;水接触角从78.5~o增大至87.5~o;样品分解温度范围299~456~oC,热稳定性提高;链的柔韧性增大(T_g=8.3 ~oC)。抗菌性能分析表明:引入TSA的质量分数为4%(以树脂固含量计)时,hs-WAT膜对大肠杆菌(革兰氏阳性)和金黄色葡萄球菌(革兰氏阴性菌)的杀灭率均高于99.9%,TSA未发生迁移,合成的聚合物为水性非渗透性接触型抗菌材料。选取另一种吡咯类抗菌剂—氟咯菌腈(Fludioxonil),用GMA对Fludioxonil进行改性得到GFludioxonil,使其结构上接上双键基团,再将其作为单体之一合成得到结构型水性抗菌丙烯酸树脂(hs-WAF)。结果表明:引入GFludioxonil反应后,表面膜的水接触角从83~o增大到93~o,表面自由能由27.1mN/m降低到25.1mN/m;样品的分解温度为280~oC~480 ~oC,热稳定性提高。抗菌结果表明:反应性抗菌单体GFludioxonil的加入量为4.5%(以树脂固含量计)时,树脂膜对大肠杆菌(革兰氏阳性菌)和金黄色葡萄球菌(革兰氏阴性菌)的杀灭率均达到99.9%,同样地,在抑菌测试中未发现抑菌圈,表明GFludioxonil不会迁移,合成的树脂为水性非渗透性接触型抗菌材料。
【图文】：

病原微生物,微生物,溶血性链球菌,粒子形成

图 1-1 微生物分类Fig.1-1 Classification of microbes微生物是生态系统中重要的组成部分，种类繁多，估计至少在十万种以上，在然界中微生物大多数对人类是有益的，仅仅只有少部分对人类有害，能够导致人类疾病在人类社会的发展过程中，微生物给人类带了重要的促进作用，如：土壤微生物生活动过程中，通过自己代谢活动的氧气和二氧化碳的交换，并且分泌出有机酸等有助于壤粒子形成的团粒结构，才形成土壤结构。土壤的形成与微生物的活动密切相关[14-1但是，自然界中还存在病原微生物，或称病原体，会对动物和植物产生侵害作用。常的病原微生物有沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌等，都能对人体造成危害[16]特别是近年来的非典‖、禽流感‖等病原微生物对整个社会造成了重大不利影响，对类的生存造成巨大的威胁，并且医学上至今还没有研制出高效治愈各种病毒感染的药和方法。

抗菌机理,抗菌剂,金属银

银、铜、锌、钛等金属和其离子制得的一化金属氧化物型。是具有抗菌作用的金属如银、铜、锌等利破坏微生物的蛋白结构、DNA 等，，导致子带正电可以与带负电的细胞膜结合，两膜，进入微生物体内，与蛋白质上的疏基其死亡[30]。金属抗菌剂，尤其是杀菌性与细菌蛋白质的反应式为：Ag+=蛋白质-SAg+H+
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ630.43

【参考文献】