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纳米氧化锌颗粒抗菌修饰及在光固化涂料中的应用研究

唐楠楠  
【摘要】:在经济和科技飞速发展的今天,人们在为理想和梦想奋斗的同时也开始关注养生和健康,随之对自己所处的环境是否对健康有害也越来越关注。在家具和公共交通设施的表面涂饰一层具有抗菌功能的涂层来抑制病毒的滋生具有重要的意义。季铵盐类抗菌剂因其价格低廉、毒性低、抗菌类型全面而受到青睐。四角针状氧化锌晶须因为其与众不同的三维空间的结构受到人们的关注。但是要与紫外光固化涂料结合就要选取合适的季铵盐结构,对四角针状氧化锌晶须的表面改性使其带有一定可以利用的官能团,这样可以更好的利用它们的特点进行研究,同时也扩展有机无机复合材料使用领域。 本文从紫外光固化涂料低聚物、活性稀释剂的结构特点出发,制备了具有双键官能团的季铵盐类抗菌剂,对四角针状氧化锌晶须进行表面改性使其也具有双键官能团,之后将其二者添加到紫外光固化涂料的配方中,制得紫外光固化抗菌涂料,并对其性能测试,发现添加的季铵盐和表面改性的四角针状氧化锌晶须能使紫外光固化涂料具有抗菌性,同时涂料的其他性能没有受到影响。具体研究内容如下: 1、制备了两个系列带有双键官能团的季铵盐类抗菌剂,并对其进行红外光谱(FTIR)和核磁(1H-NMR)的检测以确定结构。 2、研究了对四角针状氧化锌晶须的表面改性方法,通过红外光谱(FTIR)分析最终选择了使用无水甲苯作为溶剂,较高比例的硅烷偶联剂,在氮气保护下进行表面改性的方法。改性后的四角针状氧化锌晶须的疏水性有了明显的提高。 3、利用水热法和不同浓度的氯化锌溶液制备了长径比为6:1和5:1的棒状氧化锌,并对其进行表面改性,通过扫描电镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)对氧化锌的结构进行确定。 4、将制备的季铵盐、表改性的四角针状氧化锌晶须和紫外光固化涂料的配方混合,在紫外灯下辐射,得到紫外光固化抗菌涂层。该涂层对金黄色葡萄球菌(S. Aureus)和大肠埃希氏杆菌(E.coli)的生长有良好的抑制作用。而且该涂层的硬度也有很大的提升。在抗菌性和硬度提升同时该涂层的其他的性能没有受到较大影响。研究结果为:当添加季铵盐类抗菌剂和表面改性的四角针状氧化锌晶须的量分别为5%和3%(质量分数)时,抗菌率达到100%,硬度达到H。


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