用于骨科植入体的纳米银/氧化钛纳米管复合抗菌涂层

以乙二醇含0.5wt.%氟化铵和5vol.%蒸馏水为电解液,利用阳极氧化法在钛表面制备出TiO_2纳米管。之后对制备得到的TiO_2纳米管使用聚多巴胺进行表面改性,再用浸渍法加紫外光还原法制备得到负载银纳米颗粒的TiO_2纳米管(AgNPs/TNTs)涂层材料。通过改变AgNO_3溶液的浓度可以得到不同AgNPs负载量的TiO_2纳米管。利用多种表征方法,对AgNPs/TNTs进行微结构表征;通过抗菌实验和体外细胞实验,对AgNPs/TNTs进行了抗菌性能和细胞相容性测试。研究结果表明:在70V电压下阳极氧化可得到管径约为100nm的TiO_2纳米管。AgNPs在TiO_2纳米管中的负载量随AgNO_3溶液的浓度的增大而增多。AgNPs/TNTs的Ag~+释放可持续14天以上,试样抗菌性能NT-PD-0.5Ag NT-PD-0.1Ag NT-PD-0.02Ag。含银量较低的试样NT-PD-0.1Ag和NT-PD-0.02Ag具有相对较好的细胞相容性,而含银量较大的试样NT-PD-0.5Ag的细胞毒性较大。AgNPs/TNTs复合涂层可具有良好的抗菌性能和细胞相容性,为用于产业化生产提供参考。     

纳米SiO_2/改性丙烯酸树脂低表面能防污涂料

低表面能防污涂料是船舶涂料的一个重要分支。利用有机硅改性的丙烯酸树脂作为成膜物质,纳米SiO2为填料,制备了低表面能纳米复合防污涂料。考察了有机硅单体对改性丙烯酸树脂性能的影响,发现随着有机硅含量的增加,改性后的树脂粘度减小,水接触角增加。研究了氟硅烷改性纳米SiO2含量对涂层形貌和水接触角的影响。结果表明,添加少量的氟硅烷处理的纳米SiO2(1%和3%)可显著增大涂层的水接触角,提高涂层的防污性能。添加纳米SiO2浆的涂层的水接触角要高于添加接枝氟硅烷纳米SiO2的涂层,而后者要高于添加未接枝氟硅烷纳米SiO2的涂层。当纳米SiO2的添加量在1%和3%时,涂层的水接触角分别达到101.8°和103°。采用纳米浓缩浆工艺分散后的纳米SiO2可以使涂层的表面形成微米-纳米的特征形貌,从而实现防污的目的。     

银/还原氧化石墨烯负载聚丙烯熔喷非织造材料的制备及抗菌抗静电性能

为了赋予聚丙烯(PP)熔喷非织造材料良好的抗菌和抗静电性能,使其在医疗卫生等领域得到更广泛的应用,首先利用聚多巴胺(PDA)和聚乙烯亚胺(PEI)对PP熔喷非织造材料进行表面改性得到P-PP,再通过微波辅助法负载银/还原氧化石墨烯(Ag/rGO)得到了Ag/rGO-P-PP复合熔喷非织造材料。同时制备了单独负载rGO、Ag的rGO-P-PP、AgP-PP和未经表面改性处理的Ag/rGO-PP材料。通过对复合材料的结构和性能表征,表明Ag/rGO成功负载到P-PP熔喷非织造材料的表面,得到的复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均大于99.99%,表面电阻率达到1.77kΩ,半衰期达到0.01 s。与rGO-P-PP、Ag-P-PP和Ag/rGO-PP相比,Ag/rGO-P-PP减少了纳米Ag的团聚,负载较均匀,抗菌和抗静电效果也最佳。     

接枝细菌纤维素改性聚乳酸复合材料的制备与性能

聚乳酸(PLA)作为新型的绿色友好材料有非常广阔的应用前景。为有效解决PLA韧性差、结晶速率低等问题,本文提出了以纤维素改性PLA的方法。首先以细菌纤维素(BC)为底物,使L-丙交酯(LLA)在其表面进行原位开环聚合,得到了BC-g-PLA接枝产物;然后将该接枝产物作为增韧剂添加到PLA中,采用溶液浇筑的方法制备得到复合薄膜材料。结果表明：溶液接枝法的反应效率比熔融接枝法更高,接枝率可达到76.60%;通过FTIR、核磁共振波谱仪与XRD对接枝产物进行结构测试,证实了PLA成功接枝到BC表面;通过偏光显微镜观察复合薄膜材料晶体形貌发现BC-g-PLA作为异相成核剂,添加量为0.6%时,对球晶的均匀细化程度最高;通过力学性能测试发现,PLA薄膜增韧改性后断裂伸长率可提高175%,拉伸强度可提高22.7%;通过差示扫描量热仪测试复合薄膜材料的结晶性能,结晶度从未改性的2.53%提高到13.26%,结晶速率也有所增加。     

具有可控释放能力和可抑制生物膜形成的聚多巴胺/银杂化涂层的钠钙玻璃球

过滤介质作为过滤装置中的关键材料可改变流经其中的水的质量.正确选择过滤介质对于过滤装置的过滤性能至关重要.再生玻璃作为介质过滤装置中硅砂的替代品,具有比硅砂廉价、环境友好、可再生等优点,并且可以根据特定的设计要求将其粉碎成不同的尺寸.然而,水中存在大量的诸如细菌和藻类的微生物,故再生的可循环玻璃介质的过滤效率受到在其表面富集的生物膜的极大限制.本研究中,我们通过在钠钙玻璃球(GS)表面上进行氢氟酸(HF)蚀刻和原位结晶制备了用聚多巴胺(PDA)和银(Ag)纳米颗粒改性的氢氟酸蚀刻玻璃球(PDA-Ag-HF/GSs).银晶体的原位生长、HF蚀刻和PDA涂层的改性赋予了PDA-Ag-HF/GS良好的亲水性.银涂层的改性还使得PDA-Ag-HF/GS具有出色的抗菌性能和较小的球藻附着力,且通过释放Ag离子可抑制微生物的生长.PDA涂层上的邻苯二酚官能团可通过螯合作用调节Ag离子的释放.良好的抗菌性能、抗藻类附着力和Ag离子的受控释放表明,PDA-AgHF/GS涂层可有效抑制材料表面生物膜的形成,为抗生物膜的形成提供了新的策略.     

抗菌聚乳酸薄膜的性能研究

采用溶液共混的方法制得Ag型抗菌剂含量不同的抗菌聚乳酸(PLA)薄膜试样,研究表明,添加少量Ag型抗菌剂即可使薄膜具有抗菌功能,添加1%的抗菌剂薄膜抗菌率达到100%,且薄膜具有抗菌长效性,Ag型抗菌剂在PLA薄膜中不溶出.力学性能测试发现,Ag型抗菌剂的加入对薄膜拉伸强度和断裂伸长率影响不大;土壤降解实验发现,在16周降解过程中,薄膜的质量损失较少,但相对分子质量变化较大,抗菌剂的加入对薄膜的降解性能基本元影响.     

硅烷化甲氧基聚乙二醇接枝改性镍钛合金

采用甲氧基聚乙二醇(MPEG)为原料,经甲苯二异氰酸酯(TDI)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂进行硅烷化反应制备的产物-硅烷化甲氧基聚乙二醇(MPEG-Si),对经过氩低温等离子体处理后的镍钛合金进行表面接枝改性.研究了溶液酸度对MPEG-Si接枝镍钛合金的影响.利用全反射付立叶变换红外光谱和原子力显微镜对接枝层表面化学结构进行了分析和表征,实验结果表明,沉积的涂层具有MPEG-Si大分子结构特性,当pH=2时,MPEG-Si能够均匀地接枝到镍钛合金表面,并且高分子薄膜层晶粒均匀致密;体外抗凝血实验证明,表面接枝MPEG-Si可以有效改善镍钛合金的抗凝血性能.     

胍锚定淀粉基抗菌包装膜在鲍鱼中的应用

目的 开发一种接枝性抗菌包装并应用于水产品保鲜,为进一步将接枝型包装薄膜应用于生产提供一种新的途径。方法 将聚六亚甲基双胍盐酸盐(Polyhexamethylene Biguanide Hydrochloride, PHMB)和聚六亚甲基单胍盐酸盐(Polyhexamethyleneguanidine Hydrochloride, PHMG)接枝到淀粉上,再将其与聚乳酸(Polylactic Acid, PLA)和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(Poly (Butyleneadipate-Co-Terephthalate), PBAT)共混改性,通过流延挤出工艺制备接枝性抗菌薄膜,并应用于鲍鱼保鲜。结果 淀粉接枝胍类物质后实现了淀粉的抗菌化,添加了PHMB和PHMG的PLA/PBAT薄膜阻隔性能显著增强(P＜0.05),并且赋予了薄膜抑菌性,延缓了鲍鱼菌落总数、硫代巴比妥酸和挥发性盐基氮值的上升。结论 淀粉接枝PHMB和PHMG后改善了薄膜的阻隔性,Starch-g-PHMB/PLA/PBAT和Starch-g-PHMG/PLA/PBAT薄膜可有效抑制微生物作用,延缓鲍鱼氧化和腐败速率,可有效延长鲍鱼货架期。     

银/壳聚糖-g-甲基丙烯酸甲酯复合物的制备与抗菌性能

采用液相化学还原法合成了Ag/壳聚糖(CS)复合胶乳, 并制备了 Ag/CS-g-甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合物。研究结果表明, 纳米Ag粒子对CS与MMA的接枝聚合起阻碍作用, 导致接枝率和接枝效率比无Ag粒子存在时有所下降。结构表征显示纳米Ag粒子均匀分散于复合物中。抗菌评价结果表明: Ag/CS和 Ag/CS-g-MMA 复合抗菌剂具有比Ag或CS单一抗菌剂更高效的抗菌性能, Ag/CS-g-MMA 复合物对E.coli、 B.subtilis、 S.aureus和P.aeruginosa四种菌的抑菌率分别为96.3%、 97.6%、 93.2%、 95.8%; Ag/CS-g-MMA复合抗菌剂的抗菌性能是纳米Ag粒子与CS协同作用的结果。      

添加β-环糊精/银复合抗菌剂的硅橡胶的制备及抗菌性能的研究

使用化学还原法,葡萄糖作为还原剂,β-CD作为稳定剂制备出β-CD/AgNPs复合抗菌剂,通过物理共混加入到医用液体硅橡胶中,得到抗菌性硅橡胶。通过UV-Vis、FT-IR、TEM、XRD检测AgNPs(银纳米颗粒)表面形态和相关结构,采用微量肉汤二倍稀释法和贴膜法检测β-CD/AgNPs复合抗菌剂、抗菌性硅橡胶的抗菌性。结果表明,当β-CD浓度为20mmol/L时,所得的AgNPs的紫外吸收峰为416nm,为典型AgNPs吸收峰;粒径为30nm,β-CD有效的包覆在AgNPs表面。而不加β-CD所制的Ag粒子没有明显的吸收峰且粒径较大。20mmol/Lβ-CD/AgNPs对大肠杆菌的最小抑制浓度为16μg/mL,添加到硅橡胶中含量为0.15%时抗菌率达99%,具有强抗菌作用。