静电纺抗菌聚丙烯腈纳米纤维膜制备及其性能

为制备不易分解的抗菌卤胺高分子并将其应用于抗菌聚丙烯腈纳米纤维膜的制备,将海因(DMH)合成一种含有双键的海因单体3-(4'-乙烯苄基)-5,5-二甲基海因 (VBDMH),然后将VBDMH与甲基丙烯酸甲酯(MMA)通过聚合反应合成一种抗菌型卤胺高分子前驱体,并将其与聚丙烯腈进行共混,通过静电纺丝技术制备抗菌聚丙烯腈纳米纤维膜。借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振仪以及元素分析仪等对卤胺高分子前驱体以及抗菌聚丙烯腈纳米纤维膜进行表征与分析。结果表明:通过乳液聚合获得的卤胺高分子前驱体直径分布均匀,离散度低;抗菌聚丙烯腈纳米纤维膜可在30 min内使大肠杆菌和金黄色葡萄球菌失活,相对于原膜抗菌性提高20%~50%。     

含银纳米微粒的静电纺聚丙烯腈纳米纤维毡的制备

采用静电纺丝制得含有银纳米微粒的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维毡,其中的银纳米微粒通过在N2H5OH水溶液中就地还原出银离子而得到。用UV吸收光谱,透射电子显微镜(TEM)和表面增强拉曼散射(SERS)光谱研究这种Ag/PAN纳米复合纤维毡。结果表明,银纳米微粒的平均直径为10 nm,它们均匀分散在PAN纳米纤维中,PAN中含有银纳米微粒后结构有所改变。     

聚丙烯腈抗菌复合纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为研究分析不同抗菌剂对聚丙烯腈(PAN)抗菌纳米纤维的影响,进一步开发功能性纳米纤维纺织品,通过静电纺丝方法制备PAN/三氯生(TCS)、PAN/TiO₂抗菌复合纳米纤维膜,借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪等对纳米纤维膜的微观结构和性能进行表征。结果表明:相对于纯 PAN纳米纤维膜,PAN/TCS 和PAN/TiO₂抗菌纳米纤维膜的纤维直径减少了39% ~ 71%,拉伸强度增加了12% ~ 88%; PAN/TCS 复合纳米纤维膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈都大于1 mm;由于TiO₂为非溶出型菌剂,PAN/TiO₂复合纳米纤维未发现抑菌圈;PAN/TCS 和PAN/TiO₂纳米纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率都达到了91.98%以上,且抑菌率随着TCS和TiO₂质量分数的增加而增加。     

远红外/抗菌多功能纳米纤维纱线的制备及其性能

将二氧化硅(SiO₂)和氧化锌(ZnO)纳米粒子添加到纺丝液中,利用静电纺丝将SiO₂/ZnO/PU纳米纤维沉积在均匀输送的棉网上,通过传统纺纱工艺制成远红外/抗菌多功能纳米纤维纱线,并对其织物的远红外发射率和抗菌性能进行表征。结果显示：SiO₂和ZnO粒子的协同作用可有效增强织物的远红外发射功能,其发射率随纳米粒子质量分数的增加而升高;质量分数为6%时,纳米纤维纱线具有较好的形貌与力学性能,同时具有较高的远红外发射率和优异的抗菌性能,远红外发射率为0.896,对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率为99.99%。     

银纳米颗粒/二氧化钛/醋酸纤维素复合纤维的制备及其性能

以纳米TiO_2和Ag NO_3为添加剂,通过静电纺丝装置,成功制备了一种高性能抗菌复合纳米纤维。采用扫描电子显微镜、X射线能谱分析和琼脂平皿扩散法等手段对样品的形貌、纳米粒子的分布、化学态、抗菌性能等进行表征与分析。结果表明:Ag NO_3和TiO_2的质量分数都会对纤维的形貌产生影响,需选择合适的添加范围;在纤维中,醋酸纤维素中的氧原子与Ag之间存在着相互作用;银纳米颗粒的存在,使纤维在可见光区出现明显的吸收峰;银纳米颗粒和TiO_2良好的协同作用使纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有很好的抗菌效果。     

PVA/海藻酸钠/TiO2纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠为二元聚合物基体,掺杂纳米TiO₂,利用静电纺丝技术制备了具有生物亲和性和抗菌性的纳米纤维复合膜。讨论了海藻酸钠和纳米TiO₂的加入对纺丝溶液性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热失重(TGA)等分析了纤维膜的微观结构、内部物质之间的相互作用和热学性能,最后对纳米纤维膜进行了抗菌测试。结果表明：海藻酸钠的加入使纤维的直径减小且分布更为集中;纳米TiO₂的加入使得纳米纤维膜获得了抗菌性能,在光照条件下对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的24 h抗菌率都达到了90%以上。     

含银纳料微粒的静电纺聚丙烯腈纳料纤维毡的制备

采用静电纺丝制得含有银纳米微粒的聚丙烯腈（PAN）纳米纤维毡，其中的银纳米微粒通过在N2H5OH水溶液中就地还原出银离子而得到。用UV吸收光谱，透射电子显微镜（TEM）和表面增强拉曼散射（SERS）光谱研究这种Ag／PAN纳米复合纤维毡。结果表明，银纳米微粒的平均直径为10nm，它们均匀分散在PAN纳米纤维中，PAN中含有银纳米微粒后结构有所改变。     

银-铜双金属纳米粒子/聚乳酸复合纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为制备高效抗菌的生物可降解聚乳酸(PLA)静电纺丝纤维膜,首先利用L-抗坏血酸对银和铜的硝酸盐溶液进行化学还原,得到银-铜双金属纳米粒子(Ag-Cu NPs)。然后将Ag-Cu NPs与PLA纺丝液共混,通过静电纺丝技术制备了不同组成的Ag-Cu NPs/PLA复合纳米纤维膜,并对其形貌、结构、亲水性和抗菌性能等进行测试。结果表明：合成的Ag-Cu NPs的粒径约为32 nm,复合纳米纤维膜中Ag-Cu NPs被PLA基体包覆,且沿着纤维径向排列,纤维表面存在大量微小的孔洞;加入Ag-Cu NPs后,Ag-Cu NPs/PLA的水接触角略微降低,亲水性增加,且Ag-Cu NPs和PLA之间仅发生物理作用,未产生明显的化学作用;相比于纯PLA纳米纤维膜,Ag-Cu NPs/PLA的抗菌率明显提高,当纺丝液中Ag-Cu NPs相对于PLA质量为7%时,复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99%。     

负载茶多酚的花生分离蛋白-聚乳酸纳米纤维膜的制备及抗菌性能研究

利用静电纺丝技术制备负载茶多酚（TP）的花生分离蛋白（PPI）-聚乳酸（PLLA）复合纳米纤维薄膜,并研究其微观形貌、红外光谱结构、热稳定性、疏水性、晶体结构和抑菌性能等。傅里叶红外光谱和 X 射线衍射结果显示,复合纳米纤维成功包埋了TP,实验添加的TP对PPI/PLLA纳米纤维形态分布影响不大,其平均直径从（185±57）nm增加到（222±72）nm,而疏水性和热稳定性有所降低,但TP/PPI/PLLA复合纳米纤维膜提高了TP的热稳定性。抑菌结果表明:TP/PPI/PLLA三元复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈宽度分别从（0.75±0.03）cm和（1.49±0.08）cm增加到（1.10±0.02）cm和（1.82±0.10）cm,且对金黄色葡萄球菌的抑菌效果大于大肠杆菌的抑菌效果。由此研究表明,TP/PPI/PLLA三元复合纳米纤维膜具有良好的潜在应用价值。     

静电纺聚丙烯腈多层纳米纤维膜的制备、结构与性能

将不同浓度的聚丙烯腈纺丝液依次进行静电纺丝,制备多层纳米纤维膜,并对其孔隙率、比表面积、力学性能和过滤性能进行测试分析。结果显示:多层纳米纤维膜的孔隙率和比表面积均较高,由4种质量分数为14%、12%、10%和8%的聚丙烯腈纺丝液依次纺丝制备的四层纳米纤维膜的孔隙率和比表面积最高,分别为54.7%和11.0m2/g,且此纳米纤维膜的力学性能优异。静电纺PAN多层纳米纤维膜的过滤效率值也较高,由质量分数分别为14%和8%两种纺丝液循环1次纺丝制备二层的纳米纤维膜过滤效率最高,对所有测试粒径的粒子的过滤效率都高于99.99994%,过滤阻力为863Pa,随循环次数增加,纳米纤维膜的过滤效率有所降低,过滤阻力则明显降低,这与多层纳米纤维膜的孔隙率和比表面积的变化趋势相反。     

静电纺明胶/壳聚糖可食用纳米纤维膜的制备、表征及其抑菌特性研究

为开发新型可食用食品抗菌包装材料,本研究以明胶、壳聚糖天然物质为原料,通过静电纺丝技术,分别制备明胶/壳聚糖=6:1、8:1、10:1的可食纳米抗菌膜。并对抗菌膜进行表征及抑菌特性进行分析。对静电纺丝共混液的黏度进行流变分析,得出明胶与壳聚糖的比例为6:1时共混液的黏度最高,傅里叶红外光谱和X射线衍射的结果显示,不同配比的明胶壳聚糖抗菌膜的结构未发生化学改变,差示扫描量热和热重分析的结果显示,明胶与壳聚糖的比例为6:1时的热力学性能显著优于其他两种配比的抗菌膜。对三个配比的抗菌膜进行平板抑菌、扫描电镜观察试验,结果显示三种配比的抗菌膜均有抑菌活性,以明胶与壳聚糖的比例为6:1处理组的抑菌效果最明显。经过以上实验得出,当明胶:壳聚糖的比例为6:1时,抗菌膜的稳定性和抗菌活性最优,可以作为优良的抗菌包装材料。     

高压喷气雾化静电纺制备聚丙烯腈纳米纤维

提出了一种高压喷气雾化静电纺丝制备纳米纤维的方法。通过电场力和气流力的双重作用原理制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维,分析了纺丝液浓度、纺丝电压、气压和接收距离等纺丝的主要工艺参数对成形的PAN纤维的形态和直径的影响。结果表明:纺丝液浓度、纺丝电压、气流压力和接收距离等工艺条件对纤维的形态和直径有明显的影响。当纺丝液的质量分数为11%,纺丝电压为30kV,气流压力为0.8MPa,纺丝距离为40cm时,成形纤维的直径较细且均匀。     

静电纺PA6/Ag复合纤维毡的制备及其结构与性能

采用静电纺丝法制备了含纳米Ag颗粒的聚酰胺6(PA6)复合纳米纤维毡,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热分析(TG-DTG)等测试手段分析了纤维的形态与微观结构,并测试了纤维毡对金黄色葡萄球菌的抑菌性。研究发现,随纳米Ag质量分数的增加,纤维的结晶度和热稳定性都得到了一定程度的提高,并且表现出了优异的抗菌性能,有望在防护、过滤和医用领域得到应用。     

NMMO法制备天然纤维素/Ag~+复合抗菌包装薄膜

针对天然纤维素包装薄膜存在的断裂伸长率低和抗菌性能差的缺点,本研究中采用N-甲基吗啉-N-氧化物为溶剂（NMMO法）,以天然阔叶纤维素浆粕为原料,采用溶液共混的方法,向铸膜液中添加载银TiO₂和载银介孔SiO₂无机抗菌材料,制备了天然纤维素/Ag⁺复合抗菌包装薄膜,研究了复合包装薄膜中无机抗菌材料的含量对薄膜断裂伸长率的影响,考查了制备的复合包装薄膜对金黄色葡萄球菌的抗菌性能。结果表明:随着纤维素复合薄膜体系中载银TiO₂和载银介孔SiO₂无机抗菌材料含量的增加,纤维素复合薄膜的断裂伸长率均呈现先上升后下降的趋势,且当其用量为1.5 wt.%时断裂伸长率最大,分别为69.8%和64.1%。制备的纤维素/Ag⁺复合包装薄膜的抗菌性能随着体系中载银无机抗菌材料含量的增加而提高,当载银无机抗菌材料的用量由0.5 wt.%增加到2.0 wt.%时,载银TiO₂复合薄膜对金黄色葡萄球菌的抗菌率由90.7%提高到98.5%,载银介孔SiO₂复合薄膜对金黄色葡萄球菌的抗菌率由89.2%提高到96.9%。     

羟乙基纤维素基载银复合气凝胶的制备及性能

针对生活用水、工业用水细菌含量不达标问题,本文以羟乙基纤维素(HEC)、纳米银溶液为原料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为保护剂制备了一种基于羟乙基纤维素的复合气凝胶抗菌过滤材料(HEC-PVP)。研究了HEC-PVP复合气凝胶的抗菌性能,探讨了HEC-PVP复合气凝胶的制备工艺,同时分析了较优工艺条件下制备的HEC-PVP复合气凝胶的力学性能、水中结构稳定性、抗菌性能等。     

抗菌性玉米醇溶蛋白/壳聚糖复合膜的制备与性质

采用分步法,先配制壳聚糖/醋酸/乙醇溶液体系,再向其中加入玉米醇溶蛋白,最后利用流延法制成玉米醇溶蛋白/壳聚糖(zein/chitosan,Z/C)复合膜,探讨壳聚糖质量分数对Z/C复合膜理化性质与抗菌特性的影响。结果表明:在壳聚糖质量分数为2%~8%范围内,混合溶液的黏度和电导率随壳聚糖质量分数变化成阶梯状变化,且壳聚糖的添加对复合膜性质有显著影响,Z/C复合膜的断后伸长率从1.00%提高到6.67%,接触角从65.97°减小到53.61°,水蒸气透过率从5.23 g·m/(m2·h·Pa)提高到9.16 g·m/(m2·h·Pa);扫描电子显微镜观察,复合后薄膜保持光滑、均一;大肠杆菌抑菌实验表明添加壳聚糖使复合膜具有较强的抗菌特性。     

壳聚糖-淀粉涂布抗菌纸的制备及性能研究

以壳聚糖-淀粉混合物对纸张进行涂布处理,研究制备工艺对涂布纸抗张指数以及对金黄色葡萄球菌抗菌性能的影响。结果表明,涂布液中壳聚糖浓度为15 g/L、淀粉与壳聚糖的浓度之比为1.5∶1.0、乙酸用量为1.5%、pH值为5、壳聚糖相对分子质量为20万时,涂布量为2.02 g/m²条件下制备的涂布纸对金黄色葡萄球菌有很好的抗菌性,同时纸张的抗张指数也得到明显改善。     

魔芋葡甘聚糖/表面脱乙酰甲壳素纳米纤维复合凝胶的制备及流变性能

研究魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan,KGM）与不同质量分数的表面脱乙酰甲壳素纳米纤维（surface deacetylated chitin nanofiber,S-ChNF）制成的复合凝胶的微观结构及性能变化。结果表明,KGM/S-ChNF复合凝胶均呈现剪切稀化现象,符合幂定律模型,是一种假塑性流体;且随着S-ChNF添加量的增加,凝胶的黏度增加,剪切应力降低,稠度系数由23.174 Pa·sn增大至29.950 Pa·sn,而流动指数则由0.436 63降低至0.413 08,表明其假塑性能提高。动态黏弹性分析表明,储能模量和损耗模量均表现出对角频率的依赖性,且随着S-ChNF添加量的增加,两者呈现上升趋势。此外,交叉点由6.77 s－1向低角频率方向移动至3.77 s－1,表明分子间氢键作用力增强,增大了KGM分子链移动的阻力,松弛时间变长,凝胶倾向于呈现弹性特征。傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜及热重分析结果显示,随着S-ChNF含量的增加复合体系内分子间相互作用增强,形成具有稳定网络结构的体系,从而改善复合凝胶的流变性特并且提高了复合凝胶的热稳定性。