阳离子丙烯酸酯共聚物的制备及其抗菌性能

发布时间：2017-05-02 09:03

  本文关键词：阳离子丙烯酸酯共聚物的制备及其抗菌性能，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济的迅速发展和人民生活水平的提高,人们对环境友好化的意识日益增强。环境中微生物的繁殖和传播不仅诱发各种各样的疾病,而且对环境造成了严重的威胁。因此,开发价廉、长效、无毒、抗菌广谱性的抗菌材料显得尤为重要。涂料作为重要的建材,其高性能化、多功能化,对制备特殊功能的材料有着重要的意义。抗菌涂料的研制不仅能够抑制或杀死微生物(细菌、真菌),防止室内病菌的生存和霉菌的生长,而且还可以起到美化和装饰室内的作用。抗菌涂料的制备组分主要是基料和颜填料,其中基料是涂料的主要成膜物质,决定着涂膜的主要性质。目前,抗菌涂料成膜物的研究主要是合成高分子抗菌剂,因为合成高分子抗菌剂不仅具有长效广谱,安全无毒,稳定性好,抗菌速度快等特性,而且还具滑爽作用。本文在课题组研究功能性高分子成膜物的基础上,按照成熟的制备工艺,来合成具有抗菌性能的复合抗菌涂料。首先,论文阐述了目前高分子材料的制备及其应用。主要从两个方面展开:一方面阐述了各类抗菌剂的发展状况,另一方面阐述高分子抗菌剂的应用。第二,以γ-(异丁烯酰胺)丙基三甲基氯化铵(MPAC)为功能性单体,甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸β-羟丙酯(β-HPMA)为聚合单体,过硫酸钾为引发剂,通过无皂乳液聚合,合成了阳离子丙烯酸酯共聚物(PAM)乳液。通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对聚合物结构与粒子形貌进行了表征。测试了乳液的基本性能和抗菌性能。结果表明:该乳液达到国家内墙涂料和建筑涂料用乳液标准;PAM乳液具一定的抗菌性能。第三,首先用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、端氨基聚醚(D-400)和乙二胺合成聚脲预聚体(PU-NCO);再以丙烯酰胺(AM)为封端剂,制备封端的聚脲预聚体(PU-A),最后以PU-A为交联剂,与阳离子和丙烯酸酯类单体共聚,制备了阳离子聚脲丙烯酸酯共聚物(PUAM)乳液。考察并确定了合成的优化工艺。通过FT-IR、TG、SEM和TEM表征了阳离子聚脲丙烯酸酯共聚物的结构和形貌。测试了乳液的基本性能和抗菌性能。结果表明:该乳液达到国家内墙涂料和建筑涂料用乳液标准;PUAM乳液具一定的抗菌性能。第四,以硅烷偶联剂(MPTS)为交联剂,与阳离子和丙烯酸酯类单体为共聚单体,制备了阳离子有机硅丙烯酸酯共聚物(PAMM)。通过FT-IR表征了聚合物的结构;TG考察了聚合物的热稳定性;SEM和TEM考察了聚合物结构和形态。同时,测试了乳液的基本性能和抗菌性能。结果表明:该乳液达到国家内墙涂料和建筑涂料用乳液标准;PAMM乳液具一定的抗菌性能。第五,将PAM,PUAM和PAMM乳液分别作为制备涂料的主要成膜物,与纳米二氧化钛等其它颜填料进行复配,制备具有多孔结构的抗菌涂料。测试了涂料的基本性能和抗菌性能。结果表明:三种涂料都达到了国家内墙涂料标准,并且均有优良的抗菌性能。总之,阳离子丙烯酸酯基共聚物乳液及其涂料均能达到建筑涂料用乳液和国家内墙涂料的标准,该涂料具有很好的抗菌性能,且该涂料具有环保、自清洁的特点,可以用于建筑物室内墙壁涂装。
【关键词】：抗菌材料 丙烯酸酯共聚物 聚阳离子抗菌剂 季铵盐 抗菌涂料
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O633.14
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 高分子抗菌剂及应用研究进展12-38
• 1.1 抗菌剂类型与发展12-13
• 1.1.1 抗菌剂的研究方向13
• 1.1.2 抗菌剂的类型13
• 1.2 无机、小分子有机抗菌剂13-17
• 1.2.1 金属离子抗菌体系13-14
• 1.2.2 无机纳米粒子光催化抗菌体系14-16
• 1.2.3 季铵盐抗菌剂16-17
• 1.3 高分子抗菌剂17-26
• 1.3.1 天然高分子抗菌剂17-18
• 1.3.2 合成高分子抗菌剂18-23
• 1.3.2.1 聚季铵盐抗菌剂19-20
• 1.3.2.2 聚季磷盐抗菌剂20-21
• 1.3.2.3 聚卤胺抗菌剂21-22
• 1.3.2.4 聚胍抗菌剂22
• 1.3.2.5 杂环高分子抗菌剂22-23
• 1.3.2.6 树枝状大分子抗菌剂23
• 1.3.3 高分子复合抗菌剂23-26
• 1.4 高分子抗菌剂的应用26-27
• 1.4.1 在卫生器械和药物中的应用26
• 1.4.2 在纺织品中的应用26-27
• 1.4.3 在塑料领域的应用27
• 1.4.4 在水处理方面的应用27
• 1.4.5 在其他方面的应用27
• 1.5 抗菌涂料的制备与应用27-29
• 1.5.1 涂料的主要组分28
• 1.5.2 抗菌涂料的制备与应用28-29
• 1.6 本课题的选题意义及研究内容29-30
• 参考文献30-38
• 第2章 阳离子丙烯酸酯共聚物（PAM）的制备及其抗菌性能38-52
• 2.1 引言38-39
• 2.2 实验部分39-41
• 2.2.1 实验仪器和试剂39
• 2.2.2 PAM的制备39-40
• 2.2.3 PAM的性能检测40-41
• 2.2.4 PAM的表征方法41
• 2.3 结果与讨论41-47
• 2.3.1 反应条件对PAM乳液性能的影响42-46
• 2.3.1.1 阳离子（MPAC）的用量对PAM乳液性能的影响42-43
• 2.3.1.2 聚合温度对PAM乳液性能的影响43
• 2.3.1.3 引发剂用量对PAM乳液性能的影响43-44
• 2.3.1.4 软硬单体（BA"MMA）的比例对PAM乳液性能的影响44-45
• 2.3.1.5 水油比m(H_2O)/m(Monomers)对乳液稳定性的影响45-46
• 2.3.2 PAM乳液结构及性能的表征46-47
• 2.3.2.1 PAM的红外光谱（FT-IR）分析46-47
• 2.3.2.2 PAM乳液粒子的形貌47
• 2.4 PAM的基本性能47-49
• 2.5 PAM的抗菌性能49
• 2.6 结论49-50
• 参考文献50-52
• 第3章 阳离子聚脲丙烯酸酯共聚物（PUAM）的制备及其抗菌性能52-66
• 3.1 引言52-53
• 3.2 实验部分53-55
• 3.2.1 实验仪器和试剂53-54
• 3.2.2 聚脲预聚体的制备54
• 3.2.3 聚脲预聚体封端反应54
• 3.2.4 PUAM乳液的制备54
• 3.2.5 PUAM乳液的性能检测54-55
• 3.2.6 PUAM的表征方法55
• 3.3 结果与讨论55-64
• 3.3.1 PUAM的制备55-60
• 3.3.1.1 聚合温度对PUAM预聚体合成的影响57-58
• 3.3.1.2 聚脲预聚体（PU-A）的用量对乳液漆膜性能的影响58
• 3.3.1.3 NCO/NH2总物质量之比对PUAM乳液性能的影响58-59
• 3.3.1.4 HPMA含量对PUAM乳液性能的影响59-60
• 3.3.1.5 阳离子（MPAC）的用量对PUAM乳液性能的影响60
• 3.3.2 PUAM乳液的结构与性能60-63
• 3.3.2.1 红外光谱（FT-IR）分析60-61
• 3.3.2.2 PUAM的热重分析61
• 3.3.2.3 PUAM乳液粒子的形貌61-62
• 3.3.2.4 PUAM乳液基本性能62-63
• 3.3.3 PUAM的抗菌性能63-64
• 3.4 结论64-65
• 参考文献65-66
• 第4章 阳离子有机硅丙烯酸酯共聚物（PAMM）的制备及其抗菌性能66-77
• 4.1 引言66-67
• 4.2 实验部分67-68
• 4.2.1 实验仪器和试剂67
• 4.2.2 PAMM的制备67
• 4.2.3 PAMM性能检测项目及方法67
• 4.2.4 PAMM的表征方法67-68
• 4.3 结果讨论68-75
• 4.3.1 PAMM乳液的制备68-71
• 4.3.1.1 有机硅单体对PAMM乳液聚合的影响68
• 4.3.1.2 反应温度对PAMM乳液聚合的影响68-69
• 4.3.1.3 引发剂用量的对PAMM乳液稳定性的影响69-70
• 4.3.1.4 MPTS含量对PAMM乳液稳定性的影响70-71
• 4.3.1.5 阳离子（MPAC）的用量对PAMM乳液性能的影响71
• 4.3.2 PAMM的表征71-72
• 4.3.2.1 PAMM的红外光谱（FT-IR）分析71
• 4.3.2.2 PAMM乳液粒子的形貌71-72
• 4.3.2.3 PAMM的热重分析72
• 4.3.3 PAMM的性能研究72-75
• 4.3.3.1 PAMM乳液胶膜形貌72-73
• 4.3.3.2 PAMM基本性能73-74
• 4.3.3.3 PAMM的抗菌性能74-75
• 4.4 结论75
• 参考文献75-77
• 第5章 阳离子丙烯酸酯基结构型抗菌涂料的制备及其抗菌性能77-89
• 5.1 前言77-78
• 5.2 实验部分78-80
• 5.2.1 实验试剂与仪器78
• 5.2.2 PAM乳液涂料（PAM-C）的制备78
• 5.2.3 PUAM乳液涂料（PUAM-C）的制备78
• 5.2.4 PAMM乳液涂料（PAMM-C）的制备78-79
• 5.2.5 涂料性能检测项目及方法79-80
• 5.2.6 涂料的吸水率80
• 5.2.7 涂料抗菌性能测试方法80
• 5.3 结果与讨论80-86
• 5.3.1 阳离子丙烯酸酯基抗菌涂料的形貌80-82
• 5.3.1.1 涂料PAM-C涂层及涂料的形貌80-81
• 5.3.1.2 PUAM-C涂层及涂料的形貌81-82
• 5.3.1.3 PAMM-C涂料的形貌82
• 5.3.2 丙烯酸酯基结构型抗菌乳液涂料基本性能82-83
• 5.3.3 抗菌涂料的吸水率83-84
• 5.3.4 丙烯酸酯基抗菌涂料的抗菌性能84-86
• 5.3.4.1 阳离子丙烯酸酯共聚物乳液涂料（PAM-C）的抗菌性能84-85
• 5.3.4.2 阳离子聚脲丙烯酸酯共聚物乳液涂料（PUAM-C）的抗菌性能85-86
• 5.3.4.3 阳离子有机硅丙烯酸酯共聚物乳液涂料（PAM-C）的抗菌性能86
• 5.4 本节小结86-88
• 参考文献88-89
• 攻读硕期间发表的科研成果89-90
• 致谢90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 吕维华;王荣民;何玉凤;王博峗;郭俊峰;;调湿涂料研究进展[J];涂料工业;2009年02期

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本文编号：340634