表面抗菌型硅橡胶材料的制备与性能研究

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1、工程硕士学位论文表面抗菌型硅橡胶材料的制备与性能研究作者姓名曹琴工程领域材料工程校内指导教师吴叔青副教授校外指导教师肖朝晖高级工程师所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018年1月ThePreparationandPropertiesofAnti-bacterialSiliconeRubberADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：CaoQinSupervisor：Assoc.Prof.WuShuqingSEXiaoChaohuiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou

2、,China分类号：学校代号：10561学号：201521016444华南理工大学硕士学位论文表面抗菌型硅橡胶材料的制备与性能研究作者姓名：曹琴指导教师姓名、职称：吴叔青副教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：材料工程论文形式：□产品研发□工程设计应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：材料表面改性论文提交日期：2018年1月日论文答辩日期：2018年3月9日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：吴昆委员：张广照吴叔青摘要硅橡胶具有低毒性、生理惰性、良好的生物相容性、透明性、透气性等特点，在生物医用领域具有广泛的应用，然而在使用过程中容易发

3、生细菌粘附，阻碍了硅橡胶的进一步应用。本课题从两个角度出发，分别制备了表面接枝磺基甜菜碱型两性离子的亲水型硅橡胶和表面载银型硅橡胶。（1）利用真空紫外对硅橡胶进行表面活化后，借助硅烷偶联剂和紫外固化反应在硅橡胶表面化学接枝磺基甜菜碱型两性离子3-（（3-甲基丙烯酰丙基）二甲氨基）丙基-1-磺酸内盐，得到表面接枝梳状磺基甜菜碱型两性离子硅橡胶和不同交联程度的表面接枝交联磺基甜菜碱型两性离子硅橡胶。接枝梳状磺基甜菜碱型两性离子硅橡胶与未改性的硅橡胶表面形貌相似，接枝层厚度大约为0.90μm；接枝交联磺基甜菜碱型两性离子硅橡胶表面较粗糙，当添加0.8wt%的交联剂N,N-亚甲基双丙烯

4、酰胺时，接枝层厚度大约为1.89μm。（2）接枝磺基甜菜碱型两性离子后硅橡胶的表面亲水性大幅提升，疏水再生性也得到抑制。改性硅橡胶的抗细菌粘附性得到改善，接枝梳状磺基甜菜碱型两性离子硅橡胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗粘附率分别为70.4%和58.9%，接枝交联磺基甜菜碱型两性离子硅橡胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗粘附率分别为74.2%和82.1%。硅橡胶的细胞相容性良好，接枝磺基甜菜碱型两性离子硅橡胶的细胞相容性亦稍有改善。（3）利用聚多巴胺的粘附性和还原性，在经真空紫外活化的硅橡胶表面包覆聚多巴胺并原位还原纳米银粒子，制备表面载银型硅橡胶。表面载银型硅橡胶对金黄色葡萄球菌

5、、大肠杆菌、绿脓杆菌均具有抗菌性，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌率分别为98.6%和100%。细胞毒性试验证明表面载银型硅橡胶无细胞毒性。关键词：硅橡胶；表面改性；亲水性；抗粘附；抗菌IAbstractSiliconerubberhasbeenwidelyusedinthebiomedicalfieldduetoitslowtoxicity,physiologicalinertness,excellentgaspermeabilityandgoodbiocompatibility.However,theextremelyhighsurfacehydrophobicityres

6、ultinginsignificantadsorptionofbacteriarestrainsthefurtheruseofsiliconerubber.Thus,modificationofthesurfacepropertiesisnecessaryforthebioapplicationofsiliconeproducts.Inthiswork,anti-foulingandantibacterialsiliconefilmsurfaceweremade,respectively.(1)Sulfobetainezwitterioniccompoundswerecoval

7、entlygraftedontothesurfaceofasiliconefilmbyultraviolet(UV)curingafterthesurfacewaspretreatedbyhigh-energyvacuumultraviolet(VUV)irradiation.Across-linkedandacomb-likezwitterionslayerwereobtained,respectively,inthepresenceandabsenceofcross-linkingage