非环状卤胺改性聚乙烯醇膜及聚氨酯涂层的制备和性能研究

发布时间：2020-07-27 20:07

【摘要】：近年来,随着人们生活水平的不断提高,人们开始逐渐关注危害自身健康的各种外在因素,并且对自身的健康要求越来越高。日常生活中,由于自然界中广泛并大量分布着各种细菌以及病毒,它们时刻威胁着人们的健康,甚至危及了社会的和谐安定以及经济的可持续发展,所以研究新型、环保、健康的抗菌材料来保障人们的日常生活显得尤为重要。目前,卤胺抗菌材料由于其具备着强大的抗菌功效,广谱的抗菌性以及抗菌官能团的可再生性等一些优良的性能引起了研究者们的广泛兴趣。本论文在前人研究的基础上,成功制备了一种非环状卤胺改性聚乙烯醇薄膜和一种非环状卤胺改性聚氨酯涂层并对它们的性能进行了系统的研究。(1)非环状卤胺改性聚乙烯醇膜的制备和性能研究以聚乙烯醇和N,N-亚甲基双丙烯酰胺为原料,在水溶液中以碳酸钾作为催化剂,通过聚乙烯醇分子链上的活泼羟基和N,N-亚甲基双丙烯酰胺的α,β-不饱和官能团的接枝反应获得含有卤胺前置体官能团的聚合物(PVA-MBA),然后通过对PVA-MBA膜上的酰胺官能团进行氯化反应即可得到非环状卤胺改性聚乙烯醇(PVA-MBA-Cl)膜。通过对PVA-MBA-Cl膜的制备条件(接枝反应物物质的量的摩尔比、催化剂的质量、接枝反应温度、接枝反应时间以及氯化反应时间)的优化,获得了最佳的PVA-MBA-Cl膜的制备条件。通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线能谱(XPS)对制备的抗菌膜材料进行了分析和表征。PVA-MBA-Cl膜性能测试表明:其拉伸性能有所提高,而且疏水性有所提高;储存稳定性测试表明:PVA-MBA-Cl膜在室温下储存9周后其氧化态氯含量仅仅下降了11.87%左右,表明这种卤胺改性聚乙烯醇膜中的抗菌卤胺官能团具有非常良好的储存温定性;抗菌功效测试表明,制备的PVA-MBA-Cl膜在1min内能完全杀死1.28×106 CFU/mL金黄色葡萄球菌和1.89×106 CFU/mL大肠杆菌,具有非常强的杀菌效果。(2)非环状卤胺改性聚氨酯涂层的制备和性能研究含有卤胺前置体官能团的聚合物(PVA-MBA)水溶液与水性聚氨酯(PU)混合得到PVA-MBA改性聚氨酯(PUPVA-MBA)涂层,将PUPVA-MBA涂层均匀涂抹于平板上并晾干得到PUPVA-MBA涂层,然后通过对PUPVA-MBA涂层上的酰胺官能团进行氯化反应即可得到非环状卤胺改性聚氨酯(PUPVA-MBA-Cl)涂层。采用发射扫描电镜(FE-SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线能谱(XPS)对制备的抗菌涂层进行了分析和表征。PUPVA-MBA-Cl涂层性能测试表明:改性后的涂层其亲疏水性变化不大;储存稳定性测试表明:PUPVA-MBA-Cl涂层在室温下储存5周后氯含量只有轻微下降,表明这种卤胺改性聚氨酯涂层上的卤胺官能团具有非常良好的储存稳定性;抗菌功效测试表明,制备的PVA-MBA-Cl涂层有良好的抗菌效果,改性聚氨酯PUPVA-MBA-Cl1和PUPVA-MBA-Cl2在15分钟内可以杀死对1.28×10~6 CFU/mL金黄色葡萄球菌和1.89×10~6CFU/mL大肠杆菌的杀菌,改性聚氨酯PUPVA-MBA-Cl3可以在10分钟内杀死上述的细菌。
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ317
【图文】：

壳聚糖以及季铵化壳聚糖结构图

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本文编号：2772312