纳米TiO_2及其复合材料的抗菌性能研究

TiO2是一种宽禁带N型半导体纳米材料,也是具有光催化能力的光催化材料。本文概述了纳米TiO2的制备方法,分析了纳米TiO2的抗菌性及抗菌机理,并且综述了纳米TiO2掺杂阴、阳金属离子和复合半导体等后复合材料的抗菌性及抗菌机理,文末进一步思考展望了纳米TiO2在其他功能材料领域有待解决的研究问题。     

纳米抗菌LDPE包装膜的研究

将处理后的纳米TiO_2加入低密度聚乙烯(LDPE)中,通过双螺杆挤出机造粒得到抗菌母料,然后将抗菌母料与LDPE混合并挤出吹制抗菌LDPE薄膜,研究了薄膜的抗菌及力学性能。结果表明:采用该工艺制得的LDPE薄膜无毒、抗菌性能良好;随抗菌母料的增加(即纳米TiO_2的增加),LDPE薄膜的纵向拉伸强度和横向拉伸强度均有增加,抗菌母料质量分数由1%增加到5%时,抗菌薄膜的纵向拉伸强度由9.2 MPa提高至14.6 MPa;拉伸断裂应变略有下降。     

LLDPE/LDPE/TiO2复合膜的分散及光学性能

讨论了纳米TiO2在线型低密度聚乙烯（LLDPE），低密度聚乙烯（LDPE）复合体系中的分散和体系流变行为，研究了复合薄膜的光学性能。结果表明，以高流动性LDPE为基体的纳米TiO2母料，加入LLDPE，LDPE体系中后。复合体系的表观粘度有所提高。但拉伸粘度显著下降。纳米TiO2母料在LLDPE／LDPE复合体系中具有良好的分散性，复合薄膜中的纳米TiO2为一次粒子。纳米TiO2起到了异相成核剂的作用。球晶的粒子得到细化。在本研究的纳米填充范围内（质量分数不大于1.0％），复合薄膜的透光度基本不变。雾度发生了较大幅度上升，复合薄膜在紫外光区域的吸收显著增强。     

壳聚糖/纳米TiO_2复合膜的抗菌性能研究

壳聚糖具有成膜性、抗菌性及无毒无害等多种优良性能,纳米TiO2具有无毒、抗菌等多种优良功能,是目前研究较为广泛的无机纳米材料,在壳聚糖溶液中加入一定量的TiO2,制得壳聚糖/纳米TiO2复合涂膜溶液,通过抑菌圈直径法测定壳聚糖/纳米TiO2复合涂膜溶液的抗菌性能,结果表明:壳聚糖/纳米TiO2抑菌率比壳聚糖单膜高出了17.6%,同时复合膜的抗植物病原菌的能力也得到了很大的提高。壳聚糖/纳米TiO2复合膜优良的抗菌性能可以应用于食品保鲜及新的农药剂型等的开发研究上。     

LLDPE/LDPE/纳米TiO2复合薄膜的性能

采用熔融共混方式在线型低密度聚乙烯(LLDPE)／低密度聚乙烯(LDPE)复合体系中添加纳米TiO2制成LLDPE／LDPE／纳米TiO2复合薄膜。通过偏光显微镜、扫描电子显微镜、差示扫描量热法、紫外一可见光吸收光谱,研究了纳米TiO2填充LLDPE／LDPE复合薄膜的力学和光学性能。结果表明,纳米TiO2在薄膜中呈现出理想的分散水平,平均粒径在100nm以下。纳米TiO2在LLDPE／LDPE复合体系的结晶过程中,可起到明显的诱导成核作用,使球晶尺寸细化且数量增多,但复合体系的结晶度无明显变化。该薄膜的透光性仅轻微下降,可满足透明薄膜的使用要求,同时,表现出良好的紫外线吸收功能。     

纳米TiO2及其复合材料的抗菌性能研究

TiO2是一种宽禁带N型半导体纳米材料,也是具有光催化能力的光催化材料。本文概述了纳米TiO2的制备方法,分析了纳米TiO2的抗菌性及抗菌机理,并且综述了纳米TiO2掺杂阴、阳金属离子和复合半导体等后复合材料的抗菌性及抗菌机理,文末进一步思考展望了纳米TiO2在其他功能材料领域有待解决的研究问题。     

改性TiO_2光催化降解LDPE薄膜的研究

以纳米TiO2作为光催化剂,将丙烯酸(AA)接枝到其表面,制备了可降解的LDPE/TiO2-g-PAA复合薄膜,在空气中进行紫外加速老化试验,利用红外光谱(FTIR)、紫外可见光谱(UV-vis)、扫描电镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)和万能试验机分别对光照前后LDPE及复合薄膜进行分析表征。结果表明,TiO2-g-PAA在复合薄膜中具有较好的亲水性,明显提高了纳米TiO2在LDPE复合薄膜中的光催化活性,光照415 h后LDPE/TiO2-g-PAA复合薄膜的结晶度为26.33%,比纯LDPE薄膜的19.18%明显增大。     

片状纳米Cu/LDPE复合薄膜制备及性能研究

通过熔融共混和吹塑薄膜技术,制得一种新型片状纳米铜粉/低密度聚乙烯(LDPE)复合薄膜。通过傅立叶红外谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、热失重(TG)和盐雾测试等研究手段,研究了片状纳米铜粉加入及其加入量对薄膜防腐、耐热、力学等性能的影响。结果表明:片状纳米铜粉的加入对LDPE的防腐性能有较大的提升;同时,复合薄膜的耐热性能及力学性能也得到提高;随着片状纳米铜粉加入量的增加,耐热性能及力学性能呈先增大后降低的趋势,当片状纳米铜粉加入质量分数为5%时,复合薄膜的综合性能最佳。     

载银纳米二氧化钛的制备及抗菌性能研究

以碳酰二胺为沉淀剂与TiOSO4溶液反应生成Ti(OH)2沉积于AgCl晶种表面制备载银纳米二氧化钛,产物对金黄色葡萄球菌(S.aureus)、大肠杆菌(E.coli)和白色念珠菌(C.albicans)达到99%抗菌率的最小浓度分别是90、70、60 mg/L,经电子透射显微镜(TEM)表征,粒径主要分布于100～200 nm。     

纳米TiO2改性聚乙烯膜抗菌性能的研究

采用纳米粉体的分散技术和掺混技术，在聚乙烯中加入纳米TiO2制得纳米TiO2改性聚乙烯膜，并对该膜的抗菌性、抗变色性、使用安全性进行了研究。结果表明，纳米TiO2改性聚乙烯膜具有良好的抗菌性能，在不同光源条件下对不同微生物菌株的杀菌率都达到92％以上，且具有抗菌广谱、长效、安全稳定等性能。     

LDPE/电气石复合薄膜的制备及性能研究

先用聚丙烯酸对电气石进行表面改性,再以不同的配比加入到LDPE中制备复合薄膜,并测试其力学性能、透湿及透气性能。结果表明:聚丙烯酸用量为1.0%时,电气石表面改性效果最佳;改性后的电气石添加量为6%时薄,膜的综合性能最好。     

纳米SiO2/PP复合保鲜膜的制备与性能研究

以PP薄膜为基材、表面涂布纳米SiO2溶液,利用等离子体处理制备出SiO2/PP复合保鲜薄膜.通过红外、扫描电镜对复合保鲜膜的结构进行了分析,发现在等离子体的作用下,涂覆在薄膜表面的SiO2:与PP发生反应生成了Si-O-C结构;SEM表明,涂覆在薄膜表面的SiO2在等离子体的作用下呈现较为规则排列的迷津结构.透湿性能、拉伸强度和摩擦性能测试表明,与纯PP相比,复合保鲜薄膜的透湿率降低,拉伸强度增大,摩擦因数减小.利用该保鲜薄膜对草莓进行包装,考察对保鲜效果的影响,发现草莓在贮藏到第13 d时,失重率为6.9%、腐烂指数为19%、有机酸含量(质量分数,下同)为0.28%、可溶性同形物为6.1%、维生素C(Vc)含量为0.42 mg/g,保鲜效果优良.     

LDPE/Nano-ATH复合材料性能研究

采用熔融共混法制备了低密度聚乙烯(LDPE)/纳米氢氧化铝(nano-ATH)复合材料,研究了nano-ATH的加入量对复合材料力学性能和阻燃性能的影响,利用扫描电镜分析了nano-ATH在LDPE基体中的分散性。结果表明:随着nano-ATH用量的增加,LDPE/nano-ATH复合材料的拉伸强度稍有下降,但断裂伸长率却急剧下降;nano-ATH的加入,有助于改善LDPE的阻燃性能;随着用量的增加,nano-ATH在LDPE基体中的分散性逐渐变差。     

TiO2光催化薄膜的制备及其性能

在稀硫酸溶液中的阳极氧化钛箔,采用混合增长模型技术控制氧化膜的生长,制备了TiO2光催化薄膜,TiO2薄膜通过苯酚的光催化降解实验检验,具有较高的催化活性及很好的催化稳定性,实验结果表明：阳极氧化法固定TiO2薄膜切实地,不仅解决了TiO2微粒光催化过程催化剂微料与水难分离的问题,而且阳极氧化制膜所需时间短（几秒到几分）、工艺简单,十分有利于工业化制备。     

LDPE/镜片磨屑粉/POE-g-MAH复合材料的制备及性能

采用3种粒径分布为80 ～250、120 ～250、80 ～120 μm的镜片磨屑粉,以单螺杆挤出机挤出,分别制备了低密度聚乙烯(LDPE)/镜片磨屑粉/乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)复合材料,阐述了镜片磨屑粉用量对复合材料的力学性能和流动性能的影响及复合材料的相容性.力学性能测试表明:复合材料的拉伸强度均随着镜片磨屑粉用量增加而增加,冲击强度则下降;粒径分布为80 ～120μm镜片磨屑粉制备的复合材料有较高拉伸强度和冲击强度.电镜观察揭示了经POE-g-MAH增容的复合材料有更好的界面相容.熔体流动速率(MFR)测试表明:复合材料的MFR值随镜片磨屑粉用量增加而下降.用TGA分析仪测试复合材料的热降解性能,结果显示80～250μm镜片磨屑粉的复合材料热稳定性较好.     

改性纳米SiO2／LLDPE／LDPE复合薄膜性能的研究

采用母粒法,经过熔融共混制备SiO2/LLDPE/LDPE混合材料,研究了该复合材料的力学性能、光学性能.结果发现:纳米SiO2对聚乙烯有一定的结晶成核作用,填充纳米SiO2的改性PE混合体系的球晶尺寸明显小于纯PE体系;随着纳米SiO2用量的增大,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率和冲击强度呈峰形变化,在粉体质量分数为3%时达到最大;复合材料薄膜对长波红外线(7～11μm)的吸收能力较LLDPE膜有了显著提高,透光率略有下降但雾度提高,透光质量得到改善;同时表明,纳米SiO2的表面处理方法对膜的光学性能有显著影响.     

TiO_2/壳聚糖/明胶复合棉织物的制备及功能特性

采用了溶胶-凝胶法制备了TiO_2溶胶,使纳米TiO_2在棉织物的表面和内部原位生成,从而实现无机纳米TiO_2粒子与棉织物的牢固结合;再与壳聚糖明胶混合液进行浸轧,制备TiO_2/壳聚糖/明胶复合棉织物材料。用扫描电镜和X射线衍射仪对样品的形貌和结构进行表征,并测试了样品的力学性能、耐洗牢度和光催化性能。结果表明:原位生成的TiO_2与棉织物结合牢固,粒径均匀,分散性较好;纳米TiO_2主要是锐钛矿晶型;所制得试样对活性红染液具有良好的光催化降解作用。     

LDPE/SiO_X纳米复合材料的制备

通过硅溶胶直接法和母料法制备低密度聚乙烯/纳米氧化硅(LDPE/SiOX)复合材料,并研究其工艺方法。通过拉伸试验和扫描电镜对复合材料进行测试和分析。结果表明,采用母料法制备的SiOX含量为2%(质量分数)的LDPE/SiOX复合材料中,SiOx的粒径为(54±10)nm。与纯LDPE相比,该纳米复合材料的拉伸强度提高了2.4N/mm2。     

聚γ谷氨酸-壳聚糖-TiO_2复合膜的制备及性质研究

以聚γ谷氨酸-壳聚糖(PGA-CS)作为成膜基质,通过添加纳米TiO_2改善复合膜的性能。考察复合膜的粒径、水分含量、可溶性物质含量、透光率、水蒸气透过率、机械强度和吸湿等温线等,确定TiO_2的最佳添加量。研究发现,复合膜的粒径介于135 nm到155 nm之间;当PGA∶CS∶CS-TiO_2为60∶10∶3时,复合膜的性能最佳,具有较低的水蒸气透过率和较高的机械性能,透光率为(56.10±2.04)%、可溶性物质含量为(52.62±0.56)%;在环境相对湿度较低时(70%),PGA∶CS∶CS-TiO_2为60∶10∶3的复合膜的水分含量较低。     

利用回收LDPE/PVDC复合薄膜制备共混材料的研究

以回收低密度聚乙烯/聚偏氯乙烯(LDPE/PVDC)复合薄膜为基体材料,低密度聚乙烯接枝丙烯酸(LDPE-g-AA)为相容剂,线型低密度聚乙烯(LLDPE)为改性剂,再加入液体钙-锌(Ca-Zn)热稳定剂,通过混合、挤出、注塑工艺制备共混材料。采用刚果红法分析了Ca-Zn稳定剂对复合薄膜中PVDC热稳定性能的影响,并对共混材料的力学性能、阻隔性能和微观形态进行了测试与分析。结果表明:加入1.2份Ca-Zn稳定剂后,共混材料的刚果红试纸起始变色时间和完全变色时间分别延长了67 s和354 s,起始变色温度和完全变色温度分别提高了8℃和11℃;含3%LDPE-g-AA的共混材料,PVDC嵌入LDPE材料中,相容性明显改善,其缺口冲击强度和断裂伸长率提高,吸油率下降;含20%LLDPE及3%LDPE-g-AA的共混材料,其拉伸强度为14.43 MPa、断裂伸长率为389.11%、缺口冲击强度为29.51 kJ/m2、吸油率为14.40%,力学性能和阻隔性能优良。