多功能超疏水抗菌材料的制備及其表面性能的研究.pdf

1、細(xì)菌等微生物易在材料表面滋生并形成生物膜，給人類的生活、健康以及工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)極大的威脅。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也產(chǎn)生了很多環(huán)境問(wèn)題，比如海上原油泄漏和含油污水等的大量排放導(dǎo)致的水體浮油污染。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)超疏水/超親油、超親水/水下超疏油等超浸潤(rùn)表面具有很好的防污及油水分離性能。然而，目前已有的超疏水表面大多抗菌效果不長(zhǎng)效，也會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，而油水分離材料表面易受油和微生物等的污染導(dǎo)致分離效率降低。因此開(kāi)發(fā)抗菌效果持久、環(huán)境友好、可智能性響

2、應(yīng)的多功能超浸潤(rùn)材料具有重要意義。
　　鑒于此，本論文將季銨鹽(QAS)改性的含氟聚合物，與表面富含羥甲基的聚脲醛納米粒子(PUF NPs)、六亞甲基二異氰酸酯(HMDI)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，制備出超疏水抗菌涂層。通過(guò)SEM、AFM研究了涂層表面形貌，證實(shí)了PUF NPs的引入增大了表面的粗糙度，并形成具有微納多尺度結(jié)構(gòu)。通過(guò)XPS和接觸角測(cè)試進(jìn)一步研究了表面化學(xué)組成對(duì)潤(rùn)濕性能的影響，指出表面氟元素和N+含量成為影響涂層潤(rùn)濕性的主要因素

3、。所制備的涂層具有優(yōu)異的自清潔性和疏液性，并可用于多種基材上。此外，經(jīng)過(guò)20次交叉切口膠帶循環(huán)和16次磨損循環(huán)后，涂層依然有很好的機(jī)械穩(wěn)定性。最后抗菌測(cè)試結(jié)果表明當(dāng)N+含量高于0.11％，所得的涂層對(duì)E.coli和S.aureus的殺菌率均在82％以上，甚至可達(dá)到100％。
　　為了進(jìn)一步得到響應(yīng)性的智能型材料，論文將甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)引入到含氟抗菌聚合物中，并與PUF NPs、HMDI在棉織物上進(jìn)行交

4、聯(lián)，制備出智能型超疏水抗菌織物。用SEM、XPS研究了不同pH溶液處理后的織物的表面形貌和化學(xué)組成，發(fā)現(xiàn)表面具有微納復(fù)合結(jié)構(gòu)，而且pH溶液處理并不會(huì)破壞其表面形貌，但會(huì)對(duì)其表面N+含量產(chǎn)生影響。當(dāng)用酸液處理后，N+含量明顯升高。用接觸角考察了所制備織物的pH響應(yīng)性能，表明其被酸液處理時(shí)才出現(xiàn)潤(rùn)濕性的變化，且隨著pH降低，織物的pH響應(yīng)時(shí)間減小，最終變成超親水表面。另外，所得的超疏水抗菌織物被油污染后仍具有優(yōu)良的自清潔性，經(jīng)不同pH處理后