基于層間自組裝技術的抗菌紙制備、結(jié)構及性能研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和生活水平的提高,人們對日常生活中的生活用品提出了更高的要求,而紙作為人類社會的必需品,為了防止其在使用流通過程中有害細菌的傳播和感染引發(fā)的傳染病,研究具有抗菌功能的生活和工業(yè)用紙具有重大的意義。而目前對抗菌紙的研究還處于初期研究階段,同時具有抗菌功能的紙張還都需要具備一定的強度性能,所以研究具有抗菌功能又賦予紙張一定的強度性能成為重要的課題,本論文將圍繞這一問題開展,主要針對了抗菌劑的合成和表征、抗菌劑的聚電解質(zhì)自組

2、裝、抗菌劑的抗菌性能及其對紙張的增強作用進行了研究。
　　 本文首先合成了一種綠色環(huán)保的抗菌性能更優(yōu)良的殼聚糖雙胍鹽酸鹽(CGH),通過改變不同的反應條件,研究了反應溫度、時間、鹽酸濃度、摩爾配比對改性后的殼聚糖產(chǎn)率和電荷密度的影響情況,得出較優(yōu)的反應條件:反應溫度為90℃、反應時間為2h、鹽酸濃度為0.4mol·L-1、殼聚糖與雙氰胺摩爾比為1:3。最后對反應產(chǎn)物進行了紅外光譜和XRD的表征,得出本文中的合成方法達到了預期的效

3、果,制備出了殼聚糖雙胍鹽酸鹽。
　　 本文在不同pH漿料環(huán)境下,將合成后CGH與羧甲基纖維素鈉(CMC)在纖維表面進行層間自組裝,對漿料的電荷特性、紙張的物理強度性能以及自組裝纖維的表面性能、自組裝吸附機理進行了分析。研究結(jié)果表明:CGH/CMC自組裝過程會造成漿料的Zeta電位發(fā)生正負電荷的反轉(zhuǎn),并提高漿料的濾水性能。紙張的強度性能會隨著自組裝層數(shù)的增加呈現(xiàn)波浪式的上升,并且紙張的強度性能取決于最外層聚電解質(zhì),當最外層為CMC

4、紙張能得到較高的干強度性能,而最外層為CGH時能得到較優(yōu)的濕強度性能。在pH=7.5漿料環(huán)境下當自組裝層數(shù)為8層時,紙頁的抗張指數(shù)、耐折度、撕裂指數(shù)和耐破指數(shù)分別提高了84.29％、650％、67.20％和62.56％;當自組裝層數(shù)為7層時,紙張的濕抗張指數(shù)和濕強保留率都增長了635.08％和376.22％。通過SEM的表征,經(jīng)過自組裝處理后的纖維表面變得光滑。最后通過紅外光譜和原子力顯微鏡的表征,得出CGH中部分的C=NH2+與CMC

5、中的COO-發(fā)生了反應,生成了聚電解質(zhì)復合物,這些聚電解質(zhì)表面會有許多微粒狀的復合物顆粒,使其呈現(xiàn)凹凸不平的形貌。
　　 最后,本文研究了天然的CTS和合成出的CGH對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度,測試了經(jīng)自組裝處理后紙張對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌效率。研究結(jié)果表明:CTS對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度都為1.0mg/mL,CGH對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度分別為0.5mg/mL和0.25m