UV固化纳米银抗菌口罩的制备

发布时间：2020-07-06 12:00

【摘要】：近年来,中国经济蓬勃发展,但在强有力的发展背后,越来越多的负面问题受到人们的关注,尤其是空气污染问题。人们渐渐意识到空气污染对身体健康的危害性,相关部门积极制定政策改善环境,但治理的成效较慢。尤其在PM2.5概念引出之时,人们对环境污染问题感到恐慌,为了减少环境污染物对家人及自身的危害,口罩作为简单的防护用品成为生活中必不可少的消耗品,市面上出现各式各样的防护口罩,主要以阻隔滤除颗粒物为主。本课题以滤除颗粒物和消灭细菌为主要目的,采用新型抗菌整理剂制备性能良好且价格低廉的一次性抗菌口罩。本研究利用聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银和乙二醇等物质合成纳米银溶液,通过透射电镜、紫外吸收光谱仪和琼脂平板扩散法进行表征,合成的纳米银颗粒粒径在20nm左右,呈现球形且分散均匀,无团聚现象,对金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯氏菌具有较好的抗菌性。利用季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、三乙胺(TEA)、二丁基锡二月桂酸酯(DBTDL)和乙二胺(EDA)等物质合成水性聚氨酯乳液,对乳液的稳定性、粒径及固含量进行测定,证明粒径在100 nm左右,固含量控制在35%~39%之间,稳定性较好,可室温存放6个月以上。采用高效节能环保的紫外光(UV)固化技术将水性聚氨酯成膜。通过FT-IR傅立叶红外光谱对UV固化膜的结构成分进行分析,获得最佳的UV固化时间为15 s。对不同的UV固化膜进行力学性能测试,断裂伸长率都在250%左右,断裂应力和断裂强力随着的摩尔比(NCO:OH)比例增加而增大。对不同的UV固化膜进行吸水性能测试,可见其吸水率相差不大,最终选取R值为1.6、1.8、2.0的水性聚氨酯乳液进行下一步无纺布抗菌整理实验。通过对最适整理工艺的探究,确定了最佳整理条件,采用二浸二轧的方法,浴比1:80,轧液率设为100%,50℃预烘4 min,120℃烘焙3 min,之后添加4%光引发剂对整理后的样品进行UV光固化,即可得到抗菌无纺布。配制浓度为50 g/L、100 g/L和150 g/L的纳米银/水性聚氨酯复合乳液,将纳米银含量分别控制在1%、2%、3%、4%,采用二浸二轧的方法制备抗菌无纺布样品,烘焙干燥后对样品进行UV固化,然后使用AATCC 100的抗菌标准对样品进行测试。由检测结果可知:1.6-50 g/L、纳米银4%;1.6-100 g/L、纳米银3%;1.8-150 g/L、纳米银4%,这三个梯度的抑菌率最高,可进行后续的口罩制备。对于抗菌整理前后的无纺布进行性能测试后发现:UV固化使得抗菌整理剂整理到无纺布上;UV固化抗菌整理剂提高了无纺布的热稳定性;整理后的无纺布白度发生下降,且水性聚氨酯浓度越大白度越低;整理后折皱回复角的度数均有所提高,说明无纺布的抗皱性提高;整理后的无纺布断裂强力略有增加,但伸长率明显降低;经过整理后无纺布接触角均达到100°以上,抗菌整理赋予了无纺布更好的疏水性能;同时无纺布的透湿性得到略微提升,不同浓度的水性聚氨酯对透湿性无影响。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS941.724
【图文】：

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图 2-1 纳米银的透射电镜图纳米银颗粒的形貌和尺寸大小是评价纳米银溶液的关键指标。图 2-1 是放5 个月后的纳米银溶液的透射电镜图，从图中可以看出，通过该方法制备的纳颗粒的粒径大约为 20 nm，形貌上基本呈现球形，分散均匀且无团聚现象，说明纳米银的稳定性较好。.5.2 纳米银的紫外-可见光吸收光谱（UV-Vis）

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图 2-1 纳米银的透射电镜图形貌和尺寸大小是评价纳米银溶液的溶液的透射电镜图，从图中可以看出 20 nm，形貌上基本呈现球形，分散定性较好。-可见光吸收光谱（UV-Vis）

吸收光谱,纳米银,肺炎克雷伯氏菌,抗菌活性

UV 固化纳米银抗菌口罩的制[81]。从纳米银的紫外-可见光吸收光谱（图 2-2）中可以清楚地看出，在波长20 nm 处出现特征吸收峰，有研究表明，纳米银的形状和粒径会影响其特征峰位置，在波长 320 ~ 450 nm 之间出现的特征峰一般是球形纳米银，该结论也纳米银的 TEM 中得到验证[82]。此外，银离子的吸收峰不明显，说明反应完全，率高。合成的纳米银溶液呈现棕色，且存放一个月后未产生沉淀。.5.3 纳米银的抗菌效果检测

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