聚酯表面氯化银抗菌溶胶薄膜制备及性能的研究

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1、工学硕士学位论文聚酯表面氯化银抗菌溶胶薄膜的制备及性能研究PREPARATIONANDSURFACEPROPERTIESOFANTIBACTERIALTHINFILMCONTAININGAgClONPETBYMEANSOFSOL-GEL郭芳威哈尔滨工业大学2008年7月国内图书分类号：TB484国际图书分类号：628.54工学硕士学位论文聚酯表面氯化银抗菌溶胶薄膜的制备及性能研究硕士研究生：郭芳威导师：杨士勤教授副导师：田修波教授申请学位：工学硕士学科、专业：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2008年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified

2、Index:TG484U.D.C.:628.54DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringPREPARATIONANDSURFACEPROPERTIESOFANTIBACTERIALTHINFILMCONTAININGAgClONPETBYMEANSOFSOL-GELCandidate:GuoFangweiSupervisor:Prof.YangShiqinAssistantSupervisor:Prof.TianXiuboAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialt

3、y:MaterialsProcessingEngineeringAffiliation:SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence:July,2008Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本论文采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)工艺，以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为活性分散剂，通过优化溶液的成分、pH值以及烘干时间、烘干温度等制备出稳定性和抗变色性良好的AgCl抗菌溶胶。采用浸渍提拉法在聚酯(PET)表面进

4、行涂膜试验，成功地制备出表面均匀无裂纹，抗变色性能良好的抗菌溶胶薄膜。利用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对薄膜进行形貌分析；傅立叶红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪和X射线能谱仪(EDS)对表面膜层的元素分布、相结构进行了分析。通过润湿角测量仪对溶胶和溶胶薄膜分别进行了润湿性和耐水性分析；机械折叠试验和摩擦磨损试验对膜基结合力及耐磨性进行了检测；力学万能试验机对有抗菌薄膜的PET进行拉伸性能的检测。最后利用平板计数法对表面抗大肠肝菌以及金黄色葡萄球菌的性能进行了评估和分析。-1FTIR检测结果表明，PVP侧链上的-C=O处峰值发生10cm红移，证明-1-1Ag

5、Cl粒子与PVP的分子链相连；在1570cm和922cm两处产生了新的吸收峰，表明分散剂PVP和基体PET之间产生了化学键结合。EDS分析结果表明，抗菌溶胶薄膜的主要组成元素为C、H、O、N、Ag和Cl。XRD结果表明，AgCl和PVP发生了络合反应形成PVP·AgCl，溶胶膜层总体上表现出PVP·AgCl(111)、AgCl(200)和AgO(311)的晶向。溶胶的pH值和烘干温度对溶胶薄膜的晶型和晶化度有影响，较高的烘干温度有利于晶化度的提高。采用的分级干燥法(80℃～60℃～40℃)使大量溶剂在干燥过程中快速充分排出，同时又防止了膜层发生龟裂。二次烘干温度和烘干时

6、间对膜基结合力有重要影响；溶胶的PH值，烘干温度和烘干时间对溶胶薄膜的耐磨性有主要影响。用pH=3.0的溶胶，在120℃烘干2h～8h的条件下制备的溶胶薄膜具有较好的耐磨性能。在溶胶中加入丙烯酸乙酯可以大幅度提高溶胶薄膜的强度、韧性、耐磨性能和耐水性能。抗菌检测结果表明，所有试样均显示出良好的抗菌作用，氯化银胶体具有很强的抗菌能力。在24小时内，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌作用都达到99%以上。在对试样进行抗菌速率的检测中发现，溶胶的pH值和烘干温度对抗菌速率有一定的影响。高烘干温度有利于形成AgO的{311}和2++AgClO2{200}衍射晶面，由于Ag和ClO

7、2的氧化性能高于AgCl中的Ag，从I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文而使得薄膜的抗菌速率提高。折叠实验对溶胶薄膜的抗菌率几乎没有影响。对加入耐水性物质的溶胶薄膜抗菌检测表明，没加入耐水性物质的AgCl溶胶薄膜和加入丙烯酸乙酯的溶胶薄膜经过生理盐水浸泡1.5h小时后两者的抗菌率分别为降低到60%和92.5%，证明丙烯酸乙酯的加入提高了溶胶薄膜的耐水性，使溶胶薄膜具有持久的抗菌性能。关键词聚酯PET；AgCl；溶胶－凝胶；PVP；抗菌II哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthispaper,antibacterialfilms