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《湖南工业大学》 2010年
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载银二氧化钛纳米粒子的制备及其在抗菌塑料中的应用

林峰  
【摘要】:抗菌塑料是一种新型功能性塑料,由于向塑料中添加抗菌剂,使塑料本身具有抑菌杀菌性能。抗菌塑料具有杀菌时效长、经济、方便等特点,因此,抗菌塑料被广泛应用于医疗卫生用具、化学建材、餐饮器具、家电行业、公用电话电信及卫生要求高的塑料包装材料、厨房用具等,具有十分广阔的市场前景。基于这种社会需求,本论文选择“银纳米粒子的制备及其在抗菌塑料中的应用”为研究方向,从以下几方面开展工作: 1.在二丁酸二辛酯磺酸钠和异辛烷的微乳体系下,制备了球形纳米级银溶胶,纳米银平均粒径为10 nm左右,粒度分布均匀,无团聚现象。实验结果表明,在AgNO_3浓度为0.2 mol/L,抗坏血酸浓度为0.2 mol/L,W值为10的条件下,得到大小为10 nm左右,单分散性好的均匀球状纳米银溶胶。抗菌性能测试表明,当纳米银粒子浓度为10μg/mL时,对大肠杆菌的杀菌率达98 %以上。纳米银具有优良的抗菌性能,当纳米银粒子的浓度为10μg/mL时,对大肠杆菌的杀灭率为98 %以上。 2.在二丁酸二辛酯磺酸钠和异辛烷的微乳体系下,用抗坏血酸为还原剂,以AgNO_3和锐钛型TiO_2为原料采取微乳液法制备了TiO_2/Ag溶胶,通过实验研究,得到如下结论:1)在常温下合成了分散性良好的TiO_2/Ag胶体,银的平均粒径为20 nm左右。2)纳米银的加入能大大改善TiO_2的抗菌性。当载银量为3 %时,TiO_2/Ag抗菌材料达到最佳的抗菌性能。3)TiO_2粒子的粒径大小能够影响TiO_2/Ag抗菌材料的抗菌性能,粒径较小的TiO_2粒子制得的TiO_2/Ag抗菌材料具有更好的抗菌性能。4)所得的TiO_2/Ag抗菌材料具有良好的抗菌持久性。 3.以载银二氧化钛为抗菌剂,制备了抗菌PP塑料。TiO_2/Ag抗菌粉体通过硅烷偶联剂的表面改性,在PP母粒中分布均匀,无团聚现象,与PP塑料具有良好的相容性。抗菌PP母粒对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率都在96 %以上;在空气中放置15天后和温水浸泡15天后其抗菌性能几乎不受影响,说明该PP母粒具有长效抗菌性能和良好的缓释性能。抗菌PP塑料与普通PP塑料相比,其拉伸强度、缺口冲击强度和弯曲强度等力学性能影响不大。
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