纳米载银沸石抗菌剂/聚丙烯复合材料研究

纳米载银沸石抗菌剂表面有机化修饰后,通过熔融共混法将其添加到聚丙烯(PP)中,制得纳米载银沸石抗菌剂/PP复合材料。红外吸收光谱(FTIR)和X线衍射图谱(XRD)表明,纳米载银沸石成功地接枝到PP中,但其晶体结构没有改变;热重(TGA)显示复合材料的热失重速率明显降低,热性能有一定提高;原子力显微镜(AFM)可以看出PP中有纳米载银沸石抗菌剂的存在;抗菌实验结果证明复合材料具有良好的抗菌性能。因此纳米载银沸石抗菌剂/PP可作为一种新型抗菌医用塑料,在防止院内感染和疾病的传播中起到积极作用。     

纳米载银抗菌剂对木塑复合材料的抗菌效果分析

以高密度聚乙烯和木粉为主要原料,采用热压成型的方法制备木塑复合材料。测量复合材料腐蚀前后的质量变化、弯曲强度、色差、表面张力和表面形貌,研究了纳米载银抗菌剂对木塑复合材料抗菌性能的影响。结果表明:纳米载银抗菌剂对木塑复合材料具有一定的抗菌效果,且纳米载银抗菌剂用量为4.5份时,其抗菌效果最佳。     

添加有机蒙脱土/纳米二氧化钛载银抗菌剂的义齿基托材料的性能研究

为探讨添加不同比例的纳米二氧化钛载银抗菌剂及有机蒙脱土对义齿基托材料机械性能及抗菌性能的影响,将有机改性后的纳米二氧化钛载银抗菌剂与有机蒙脱土(OMMT)按一定比例添加到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)义齿基托材料中并测试其拉伸强度、弯曲强度、硬度、抗菌性能。结果表明:在含2.5%(质量分数)纳米二氧化钛载银抗菌剂的基托材料中添加1.5%有机蒙脱土后材料的拉伸强度、弯曲强度达到最佳;添加1%有机蒙脱土后硬度达到最佳;添加1.5%有机蒙脱土后复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌仍有强抗菌能力(99%),对白色念珠菌仍有抗菌能力(90%)。按一定比例在义齿基托材料中添加有机蒙脱土与纳米二氧化钛载银抗菌剂可改善材料的机械性能、硬度及抗菌性能。     

聚丙烯抗菌塑料的研制

先将自制载银沸石无机抗菌剂表面处理,再与聚丙烯（PP）混合,经双螺杆挤出得到高浓度的抗菌母粒,然后按一定比例添加到PP中制备抗菌塑料。研究了抗菌剂的添加量对PP抗菌母粒抗菌性能的影响,抗菌剂在PP抗菌塑料中的分散性,以及PP抗菌塑料的抗菌性能、力学性能。结果表明,含质量分数1％抗菌剂的抗菌母粒PP在抗菌塑料中分散均匀,基体力学性能不受影响,其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等的抗菌率都达到96％以上,具有长效抗菌性能以及良好的缓释性能。     

纳米无机抗菌剂对聚丙烯性能的影响

聚丙烯(PP)在使用过程中容易受到有害微生物的污染,采用双螺杆挤出机将纳米无机抗菌剂与聚丙烯进行熔融共混制备了抗菌PP,研究了抗菌PP的力学性能和抗菌性能。采用扫描电镜观察纳米无机抗菌剂在PP中的分散情况;通过原子吸收分光光度计测定了抗菌剂中银离子的溶出量。结果表明:添加4种纳米无机抗菌剂的PP均具有抗菌效果。其中,当RHA-M型抗菌剂添加量为0.2%时,抑菌环直径最小,为8.5 mm;当RHA-M型抗菌剂添加量为1.0%时,抑菌环直径最大,为30.1 mm;银离子溶出实验说明PP复合材料具有一定的抗菌持久性;通过测试该抗菌PP的拉伸强度和冲击强度,表明4种抗菌剂的加入对PP的性能影响较小。     

磷酸盐玻璃载银抗菌PP复合材料的性能研究

对以磷酸盐玻璃载银抗菌剂制备的聚丙烯复合材料进行了性能研究。实验结果表明,当抗菌剂粉体的添加量为PP的2‰时,抗菌率就能达到99%以上,制备出的抗菌PP塑料具有优异、长效的抗菌性能。添加抗菌母粒制备抗菌塑料的方法能够使抗菌剂集中并均匀的分散在基体树脂的表面,并对基体树脂的力学性能不会产生明显的影响。     

聚丙烯抗菌塑料的制备及性能研究

将表面处理过的载银无机抗菌剂与聚丙烯(PP)经双螺杆挤出得到高浓度的抗菌母料,然后按一定比例添加到PP中制备了PP抗菌塑料。研究了抗菌母料的毒性、添加量对PP抗菌塑料抗菌性能的影响,抗菌剂在PP抗菌塑料中的分散性,以及PP抗菌塑料的抗菌性能、力学性能和光老化性能。结果表明,抗菌剂在含4%(质量含量,下同)抗菌母料(或1%的抗菌剂)的PP抗菌塑料中分散均匀,基体力学性能不受影响;其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等的抗菌率都达到99%以上,具有高效、广谱和长效抗菌性能以及良好的光老化性能。     

银掺杂氧化锌沸石复合物的制备和抗菌性能

采用共沉淀法制备沸石纳米氧化锌复合体,采用葡萄糖还原络合浸渍法制备不同载银量的银掺杂氧化锌沸石,考察银的负载量对物质结构和抗菌性能的影响.运用X射线衍射、SEM等方法对复合抗菌剂进行了分析、表征,结果表明:不同掺银量的沸石/ZnO样品除了有纤锌矿相ZnO的衍射峰外,还出现了少量AgO的衍射峰;随着银掺杂量的增多,复合抗菌剂表面出现很多的孔隙,但负载两次银(Ag:3+2％)的Ag-沸石ZnO出现的孔隙较少.采用滤纸片法、倍数稀释法测定抑菌环直径和最小抑菌浓度,研究不同银掺杂量的氧化锌沸石复合物的抗菌性能.结果表明:载银量为1％、3％、5％、3％+2％的银掺杂氧化锌沸石抗菌剂与未掺杂银的沸石氧化锌(即载银量为0％)相比,对金黄色葡萄球菌(S.aureus)、大肠杆菌(E.coli)和枯草芽孢杆菌(B.subtilis)的抗菌性能有一定的提高,其中载银量为3％的银掺杂氧化锌沸石复合物的抗菌效果较强;载银量为3％的银沸石氧化锌复合物对E.coli 的抑菌效果较明显,最小抑菌浓度为75.5 g/mL;对S.aureus和B.subtilis的最小抑菌浓度分别为250 μg/mL和435 μg/mL.     

抗菌聚丙烯母粒的制备及表征

抗菌剂在PP基体中的分散相容性明显影响PP抗菌材料的力学性能和抗菌性能。通过力学性能测试、扫描电子显微镜(SEM)测试及抗菌性能测试,考查了载银和载银铜抗菌PP母粒的力学性能、无机抗菌剂在PP基体中分散情况以及抗菌母粒的抗菌性能。结果表明,无机抗菌剂在PP基体中分散均匀,加入无机抗菌剂后PP共混材料的拉伸强度和冲击强度无明显变化。通过抗菌性能测试表明,银离子具有较强的杀菌能力,可以通过缓释技术使其达到长效杀菌的目的。     

双组分4A抗菌沸石／PP复合材料结构与性能的研究

以4A沸石为载体,制备了含银离子(Ag )、铜离子(Cu2 )双组分的无机溶出型抗菌剂.研究表明,双组分4A抗菌沸石具有优异的杀菌功能.当其经硅烷偶联剂KH-550处理后,能够进一步提高复合材料的抗菌性能,加快聚丙烯基材的结晶速率,改善球晶结构.当此抗菌剂用量为2 phr时,双组分4A抗菌沸石/PP复合材料对大肠杆菌、八叠球菌24 h的抗菌率可高达99.99%,拉伸强度、断裂伸长率均高于PP基材,冲击强度略有下降.     

高温对载银沸石抗菌性能的影响

研究了高温使载银沸石抗菌剂抗菌能力下降的原因.用X射线衍射分析研究了载银沸石结构随温度的变化;用紫外可见光漫反射光谱研究了抗菌剂的光学特性;用最小抑菌浓度表征了抗菌剂的抗菌性能.当温度不高于200℃时,沸石中的部分Ag 聚集成原子团簇,但仍保持较高的抗菌活性.随着温度的升高,更多Ag 被还原并扩散到外表面聚集成银团簇,从而引起载银沸石抗菌能力下降.温度达到800℃后,沸石结构被破坏,阻断了银与细菌的接触,而且大部分Ag 被还原并聚集为团簇,造成抗菌能力急剧降低.     

抗菌剂迁移和抗菌聚丙烯表面亲疏水性对聚丙烯抗菌性能影响研究

采用熔融共混法制备了γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)改性纳米氧化锌(O-ZnO)、十八烷基三甲基氯化铵(STAC)和肉桂醛(CA)三种抗菌剂与聚丙烯(PP)的复合材料,研究并探讨了三种复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率、抗菌剂在PP中的迁移性和复合材料的表面亲疏水性三者之间的内在联系。结果表明,CA在PP中的迁移率大于STAC,易于富集在材料表面,使PP/CA复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率接近PP/STAC复合材料,且远高于PP/O-ZnO复合材料。还进一步讨论了抗菌剂迁移和抗菌聚丙烯的亲疏水性对复合材料抗菌效果的影响,CA的亲油性使PP/CA复合材料对金黄色葡萄球菌的抗菌率高于大肠杆菌;STAC的双亲特性使PP/STAC复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有良好的抗菌效果。因此,抗菌剂迁移性和亲疏水性是影响复合材料抗菌效果的重要因素。     

天然沸石改型抗菌剂在陶瓷中的填加工艺及其抗菌效果研究

广西红辉沸石属于钙型沸石,将钙型沸石改成钠型沸石有利于离子交换能力的提高。红辉沸石经过改型处理后,交换上具有抗菌性能的金属离子Zn2+、Cu2+、Ag+,制备成抗菌沸石。将抗菌沸石与釉面混合制成具有抗菌性能的抗菌釉面并涂于陶瓷表面,焙烧后制得抗菌陶瓷并用微生物直接抑菌实验法研究抗菌陶瓷的抗菌效果。实验表明,交换2次的抗菌沸石制成的抗菌陶瓷在焙烧1h条件下所得制品相对载银无机抗菌剂仍有较强的抗菌性能。     

载银沸石抗菌剂的研究

探讨了液相法制备载银沸石抗菌剂过程中影响沸石离子交换程度的因素 ,以及沸石的组成、结构和离子交换工艺对沸石的离子交换量的影响。通过测定广西沸石与广东沸石在实验条件下的载银量以及载银沸石抗菌的MIC(最低抑菌浓度 )值 ,提出了提高抗菌剂载银量和MIC值的方法     

抗菌消光皮革涂饰剂的制备

以纳米SiO_2作为载体,通过吸附Ag~+制备了载银纳米抗菌剂。与KH-570一起加入聚氨酯皮革涂饰剂中,制成了抗菌消光皮革涂饰剂。通过原子发射光谱仪(ICPS)表征了抗菌剂的成分结构,测定了抗菌剂与抗菌消光皮革涂饰剂的抗菌率。结果表明,纳米载银抗菌剂具有良好的抗菌效果,该抗菌剂配合KH-570一起制得的抗菌消光皮革涂饰剂抗菌效果超过90%,并具有良好的耐洗涤性能。     

抗菌聚丙烯专用树脂的开发

通过筛选抗菌剂,研究了新型高效有机型抗菌剂KJY-3、有机-无机银系复合型抗菌剂KJW-2添加量对抗菌聚丙烯(PP)专用树脂抗菌效果的影响及其抗菌原理、抗菌特性,分析了2种抗菌PP的热力学、物理机械性能及加工工艺对抗菌PP质量的影响.结果表明:KJY-3和KJW-2抗菌剂的适宜加入量分别为1000,2 000μg/g;生产的抗菌PP专用树脂抗菌性能高效、广谱、持久且安全;KJY-3和KJW-2抗菌PP常温冲击强度分别提高到78,82 J/m.     

含改性载银玻璃的抗菌聚丙烯薄膜的研究

以载银玻璃为抗菌剂,硼酸酯、稀土/铝酸酯、硬脂酸单甘油酯为改性剂,粉状聚丙烯(PP)为载体树脂,制备了载银玻璃母粒和抗菌PP薄膜。用亲油化度法、红外光谱法分析载银玻璃的表面改性效果,用扫描电镜观察了载银玻璃在PP基材中的分散状况,检测了含改性载银玻璃的PP薄膜的力学性能和抗菌率。结果表明:经硼酸酯改性的载银玻璃,其疏水性和分散均匀性良好;含4%载银玻璃母粒的PP薄膜,拉伸强度(纵/横向)为42.3/28.8MPa,断裂伸长率(纵/横向)为534.5%/496.8%,直角撕裂强度(纵/横向)为150.8/110.4kN/m,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率为99.12%和92.30%,力学性能和抗菌性能优良。     

DMDBS成核改性聚丙烯抗菌薄膜的研究

以二(3,4-二甲基二苄叉)山梨糖醇(DMDBS)为成核剂,油酸酰胺改性载银磷酸锆为抗菌剂,聚丙烯(PP)为基体树脂,制备了成核剂母粒、抗菌剂母粒和PP抗菌薄膜,并对PP抗菌薄膜的抗菌性能、光学性能及力学性能等进行了研究。结果表明:经DMDBS改性的PP抗菌薄膜,球晶尺寸减小,结晶密度增大,结晶温度提高;含0.2%DMDBS和0.8%改性载银磷酸锆的PP薄膜的纵、横向拉伸强度分别为49.92、33.42MPa,透光率为88.5%,雾度为3.0%,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌率分别为99.33%和98.35%。     

玻纤增强聚丙烯抗菌防霉复合材料制备及性能

以聚丙烯(PP)为基体,玻璃纤维直接无捻粗纱为增强体,采用双螺杆混炼工艺制备玻璃纤维增强PP复合材料。通过调整2组2个剪切块配合深槽螺杆输送单元,尽量减少对玻纤的挤压和磨损,从而保持玻纤长度,最后通过加粗口径口模出料。在制备的玻纤增强PP复合材料中添加无机磷酸锆载银复合抗菌剂以提高材料的抗菌防霉性能,分别探讨了玻纤和抗菌剂含量(质量分数)对材料力学性能、耐热氧老化性能的影响,研究了抗菌剂含量对材料抗菌防霉性能的影响,并在最佳配方下考察了热氧老化和水浴老化对材料抗菌防霉性能的影响。结果表明,随着玻纤含量的增加,材料力学性能增加明显,当玻纤含量达到25%时,与未加玻纤的相比,拉伸强度提高194%,弯曲强度提高225%,缺口冲击强度提高475%;经150℃热氧老化4000 h后,材料的力学性能较未老化时没有发生明显下降;抗菌剂含量对材料力学性能和耐热氧老化性能影响较小;抗菌剂含量达到0.5%以上时玻纤含量对抗菌性能无影响,且抗菌率大于99.9%,防霉等级1级;最佳配方是玻纤含量25%和抗菌剂含量1%,在该配方下制得的复合材料经过4000 h的150℃热氧老化和95℃水浴老化后抗菌率仍高于99%,防霉等级仍为1级。     

陶瓷抗菌剂及其应用

本文主要介绍了载银沸石抗菌剂、载银磷酸钙抗菌剂、氧化钛光催化抗菌剂的抗菌性能及在聚酯纤维布、聚乙烯薄膜和聚丙烯塑料中的应用试验情况。