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简论纳米抗菌型聚丙烯酸酯基纳米复合乳液的合成与性能大学生毕业论文网
液聚合法在PA30改性纳米ZnO的分散液中原位引发丙烯酸酯类单体聚合,制备聚丙烯酸酯/纳米ZnO复合乳液。考察球形ZnO尺寸、纳米ZnO形貌对复合乳液及薄膜、涂饰后革样及整理后织物性能的影响。结果表明:球形ZnO及聚丙烯酸酯/球形ZnO纳米复合薄膜的抗菌性随球形ZnO尺寸的增大而降低。与其他几种形貌ZnO相比,球形ZnO、花状ZnO均具有
摘要:聚丙烯酸酯从其优异的光稳定性、化学稳定性、成膜柔软、膜光洁透明等性能,被广泛运用于皮革涂饰剂、纺织涂层剂、木器漆、建筑涂料等领域中。但是,纯聚丙烯酸酯本身有着着“热粘冷脆”、抗菌性、卫生性能差等缺陷。近年来,随着纳米科技的快速进展,聚合物基无机纳米复合乳液迅速成为材料领域的探讨热点。本探讨正是基于从上背景,通过对无机纳米材料进行筛选,优选出抗菌性能优异的无机纳米材料并将其引入聚丙烯酸酯中,探讨无机纳米材料的尺寸、形貌对复合乳液及薄膜性能的影响,制备一种“软而不粘”、抗菌性优异、卫生性能良好的聚丙烯酸酯基纳米复合乳液。具体内容包括从下几个方面:1.首先对无机纳米材料进行筛选,考察市售氧化镁(MgO)、二氧化钛(TiO_2)、氧化锌(ZnO)、三氧化二铝(Al2O3)、蒙脱土(MMT)、二氧化硅(SiO2)等不同种类的无机纳米材料对聚丙烯酸酯乳液及薄膜性能,尤其是抗菌性的影响。然后,从阴离子型聚合物(PA30)为分散剂对优选出的纳米ZnO进行表面改性,对其改性条件进行优化;最后,将PA30改性纳米ZnO引入聚丙烯酸酯中,对聚丙烯酸酯/纳米ZnO复合乳液的制备工艺进行探索和初步优化。2.由于纳米ZnO形貌丰富、结构多样,且纳米ZnO形貌、尺寸对材料性能有较大的影响。由此,采取微波水热技术制备不同尺寸的球形ZnO从及不同形貌的纳米ZnO;通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等对产物的形貌结构进行表征;考察了球形ZnO尺寸及纳米ZnO形貌对纳米ZnO性能的影响。然后,采取常规乳液聚合法在PA30改性纳米ZnO的分散液中原位引发丙烯酸酯类单体聚合,制备聚丙烯酸酯/纳米ZnO复合乳液。考察球形ZnO尺寸、纳米ZnO形貌对复合乳液及薄膜、涂饰后革样及整理后织物性能的影响。结果表明:球形ZnO及聚丙烯酸酯/球形ZnO纳米复合薄膜的抗菌性随球形ZnO尺寸的增大而降低。与其他几种形貌ZnO相比,球形ZnO、花状ZnO均具有良好的抗菌和紫外吸收性能;聚丙烯酸酯/球形ZnO纳米复合薄膜、聚丙烯酸酯/花状ZnO纳米复合薄膜对白色念珠菌的抗菌效果良好,但对霉菌的抗菌效果不佳。与纯聚丙烯酸酯乳液涂饰后革样相比,聚丙烯酸酯/花状ZnO纳米复合乳液涂饰后革样的透气性提升了232.65%。聚丙烯酸酯/球形ZnO纳米复合乳液整理后织物的透湿率较纯聚丙烯酸酯乳液整理后织物提升了129.21%。聚丙烯酸酯/球形ZnO纳米复合薄膜的抗菌意义由锌离子的溶出意义和ZnO的光催化意义共同所致,聚丙烯酸酯/花状ZnO纳米复合薄膜的抗菌意义则从ZnO的光催化意义为主。3.对抗菌性能较优的球形、花状ZnO进行掺银处理,从提升其对霉菌的抗菌效果;采取SEM、XRD、TEM等对复合粒子的形貌结构及组成进行分析;考察化学吸附还原法、微波辅助还原法和氧化还原法等三种纳米粒子制备办法从及纳米粒子形貌对粒子性能的影响。然后,采取常规乳液聚合法在PA30改性纳米ZnO/Ag复合粒子的分散液中原位引发丙烯酸酯类单体聚合,制备聚丙烯酸酯/纳米ZnO/Ag复合乳液;考察复合粒子制备办法、复合粒子形貌、用量对乳液及薄膜性能的影响。最后,将所得乳液运用到皮革、纺织涂层中考察其运用性能。结果表明:采取化学吸附还原法所制备的花状ZnO/Ag复合粒子从及含该复合粒子的聚丙烯酸酯薄膜的抗菌性优于采取微波辅助还原法和氧化还原法所制备的复合粒子。掺银从后纳米粒子及复合薄膜对霉菌的抗菌效果明显提升。球形ZnO/Ag复合粒子和花状ZnO/Ag复合粒子的抗菌性能相差不大。但是,聚丙烯酸酯/花状ZnO/Ag纳米复合薄膜的抗菌性能优于聚丙烯酸酯/球形ZnO/Ag纳米复合薄膜。与纯聚丙烯酸酯乳液涂饰后革样相比,采取聚丙烯酸酯/花状ZnO/Ag纳米复合乳液涂饰后革样的透气性提升了138.46%;采取聚丙烯酸酯/花状ZnO纳米复合乳液整理后织物的透湿性最好,较纯聚丙烯酸酯乳液整理后织物提升了12.84%。聚丙烯酸酯/花状ZnO/Ag纳米复合薄膜的抗菌意义主要从花状ZnO/Ag复合粒子的光催化抗菌为主,Ag系抗菌剂的金属粒子接触抗菌为辅;复合薄膜对白色念珠菌、霉菌抗菌效果的差别,与两种菌种的细胞壁结构和化学组成密切相关。本探讨所研制的聚丙烯酸酯基纳米复合薄膜“软而不粘”、抗菌性能优异、卫生性能良好。反应从水为介质,安全环保、无毒、无污染。目前,有关纳米材料形貌、尺寸对复合材料性能,尤其是抗菌性能影响的探讨国内外还鲜见报道。 关键词:聚丙烯酸酯论文 ZnO论文 ZnO/Ag复合粒子论文 抗菌机理论文 皮革涂饰剂论文 纺织涂层剂论文
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