納米Ag-ZnO的表面疏水改性及在抗菌PVC中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文分別采用單一和復(fù)配表面改性劑分別對(duì)所制備的Ag/ZnO納米復(fù)合材料進(jìn)行表面改性，并以改性后的Ag/ZnO為功能添加劑制備抗菌PVC。優(yōu)選出表面改性及制備抗菌PVC的工藝條件，對(duì)改性后Ag/ZnO納米復(fù)合材料的微觀形貌、組成、表面成鍵情況及疏水性、紫外-可見(jiàn)光譜性質(zhì)、表面增強(qiáng)拉曼散射光譜等進(jìn)行表征，并研究了抗菌PVC的抗菌性能和力學(xué)性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)以硅烷偶聯(lián)劑(KH550)、司盤(pán)-60、月桂酸鈉和硬脂酸(SA

2、)等為改性劑分別對(duì)Ag/ZnO進(jìn)行表面改性，系統(tǒng)研究了改性方法、改性劑濃度、改性劑用量及改性反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)改性效果的影響，優(yōu)選改性工藝條件，并通過(guò)親油度、接觸角、紅外光譜、透射電鏡、紫外-可見(jiàn)漫反射光譜及沉降分析等測(cè)試手段，對(duì)改性前后的Ag/ZnO納米復(fù)合材料進(jìn)行表征。結(jié)果表明，采用乙醇加熱回流法，用硬脂酸對(duì)Ag/ZnO納米復(fù)合材料進(jìn)行改性，能夠提高其疏水性。硬脂酸改性Ag/ZnO納米復(fù)合材料的優(yōu)選工藝條件是，硬脂酸濃度為0.010

3、mol·L-1，添加量為10 wt％，改性反應(yīng)時(shí)間為60 min。改性后的Ag/ZnO納米復(fù)合材料的親油度為76.47％，較改性前提高76.47個(gè)百分點(diǎn);接觸角為107.8°，較改性前提高96.8°，并且能較穩(wěn)定地分散于環(huán)氧大豆油中。改性前后Ag/ZnO納米復(fù)合材料對(duì)金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度均為75mg·L-1，表明Ag/ZnO納米復(fù)合材料具有優(yōu)異的抗菌性能，且改性不會(huì)削弱其抗菌性能。
　　(2)用復(fù)配改性劑SA/PVPk30

4、對(duì)Ag/ZnO納米復(fù)合材料表面進(jìn)行改性，系統(tǒng)研究了改性劑復(fù)配比對(duì)改性效果的影響，優(yōu)選改性工藝條件，并以親油度、接觸角、紅外光譜、透射電鏡、X射線光電子能譜、表面增強(qiáng)拉曼散射光譜等測(cè)試手段，對(duì)改性前后的Ag/ZnO納米復(fù)合材料進(jìn)行表征。結(jié)果表明，用復(fù)配改性劑SA/PVPk30改性Ag/ZnO納米復(fù)合材料的優(yōu)選工藝條件是，硬脂酸添加量為15wt％，PVPk30添加量為10wt％。SA與PVPk30復(fù)配能夠提高改性劑在Ag/ZnO表面的接枝率

5、，在增強(qiáng)Ag/ZnO的疏水性上顯示出良好的協(xié)同效應(yīng)。改性后的Ag/ZnO親油度為89.69％，接觸角為128.4°，與硬脂酸改性的Ag/ZnO相比，親油度提高了17.29％，接觸角增大了20.6°。改性后的Ag/ZnO納米復(fù)合材料能夠較好地分散在乙醇、環(huán)己烷、丙酮三種常見(jiàn)有機(jī)溶劑中，而且表現(xiàn)出良好的相溶性。表面增強(qiáng)拉曼散射光譜顯示，羅丹明B分子在改性后的疏水Ag/ZnO基底上的拉曼振動(dòng)峰強(qiáng)度約為在改性前Ag/ZnO基底上的三倍，在痕量分

6、析領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。
　　(3)以改性后的Ag/ZnO為功能添加劑制備抗菌PVC，并研究其抗菌性能和力學(xué)性能。結(jié)果表明，抗菌劑的添加量為2 wt％時(shí)，其對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率達(dá)到98.4％，對(duì)大腸桿菌的抑菌率達(dá)到94.5％，遠(yuǎn)優(yōu)于HG/T3794-2005《無(wú)機(jī)抗菌劑-性能及評(píng)價(jià)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的800 mg·L-1。且添加2wt％的抗菌劑，還能使抗菌PVC的力學(xué)性能得到改善，其拉伸強(qiáng)度為16.464MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為401.3