论文部分内容阅读
微生物与人类的关系十分密切,它是一把锋利的双刃剑,在给人类带来巨大利益的同时也带来“残忍”的破坏。对有害细菌微生物的防治与杀灭一直是人类在卫生保健方面工作的重点。从古代利用银铜器及贝壳天然抗菌材料到十八世纪人工合成有机抗菌剂再到二十一世纪无机抗菌材料的发展,随着人类文明的进步及科技的发展,人类与细菌微生物的斗争也取得丰硕成果。抗菌聚氨酯材料由于其安全无毒,特别是其突出的耐热性,可以用于不同行业多种制品上,逐步走向百姓的日常生活。目前我国抗菌制品涉及家电、建材、纺织、轻工等多个行业,具体产品有抗菌冰箱、抗菌塑料管材、抗菌涂料、抗菌衣服、抗菌生活用品等千余种,生产抗菌产品的企业有近千家。总之我国是世界制造业大国,作为与国际接轨的环保型产品,抗菌产品产业化速度已进入快车道,中国抗菌产业的发展空间巨大。因此,寻求能够化学键合的抗菌基团,从而使得制备的抗菌产品稳定性好和抗菌持久,成为当前研究的热点。在聚氨酯材料表面改性时,本论文采用两种方法。以异氰酸酯为基本原料,分别与不同的抗菌剂如季铵盐和卤胺进行化学键合,制备了一系列的抗菌聚氨酯涂层材料,并且研究了它们的性能。(1)用十六烷基二甲基叔胺和环氧氯丙烷作为原料合成了含活泼羟基的长碳链季铵盐。采用一种简单温和的工艺,通过含活泼羟基的季铵盐和异佛尔酮二异氰酸酯及聚乙二醇的化学反应制备了含有季铵盐官能团的抗菌聚氨酯涂层材料。应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、元素分析和核磁共振氢谱(HNMR)来确定含活泼羟基的季铵盐和抗菌聚氨酯涂层材料的化学结构,结果表明成功制备了含活泼羟基的季铵盐和抗菌聚氨酯涂层材料。力学性能、水接触角和吸水率测试表明:键合的季铵盐官能团,引入的聚乙二醇,明显改善了聚氨酯涂层薄膜的亲水性,且可保持优良的力学机械性能。抗菌实验的结果表明:以浓度为105CFU/m L的金黄色葡萄球菌作为测试菌种,七种含不同季铵盐量的聚氨酯涂层薄膜的抑菌圈大小分别为22.24、23.81、25.06、25.95、26.24、28.10和29.17 mm。这说明聚氨酯涂层薄膜中的季铵盐含量越高,聚氨酯涂层薄膜的抗菌功效越强。(2)用廉价易得的5,5-二甲基海因(DMH)和环氧氯丙烷反应合成含有活泼环氧基团的卤胺前置体(GHE),加入碱后环氧基团开环变成羟基,从而使得GHE变成含活泼羟基的卤胺前置体(GHOH)。经过稀释的次氯酸钠溶液完成了氯化,合成了含有活泼羟基的卤胺化合物Cl-GHOH。通过含活泼羟基的卤胺化合物Cl-GHOH和异佛尔酮二异氰酸酯及聚乙二醇的化学反应制备了含有卤胺官能团的抗菌聚氨酯涂层材料。傅里叶变换红外光谱(FTIR)结果表明:卤胺官能团被成功固载到聚氨酯涂层材料中。力学性能、水接触角和吸水率测试表明:键合卤胺官能团后,聚氨酯涂层薄膜的亲水性变差,但力学机械性能和拉伸性能良好。抗菌实验的结果表明:以浓度为106 CFU/m L的金黄色葡萄球菌作为测试菌种,四种含不同卤胺官能团量的聚氨酯涂层薄膜的抑菌圈大小分别为25.19、27.48、29.57和31.80 mm。这表明聚氨酯涂层薄膜中卤胺官能团的浓度越高,聚氨酯涂层薄膜的抗菌功效越强。