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)生產帶來極大的威脅。經濟的發(fā)展也產生了很多環(huán)境問題，比如海上原油泄漏和含油污水等的大量排放導致的水體浮油污染。近年來研究發(fā)現(xiàn)超疏水/超親油、超親水/水下超疏油等超浸潤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效，也會對環(huán)境產生一定的影響，而油水分離材料表面易受油和微生物等的污染導致分離效率降低。因此開發(fā)抗菌效果持久、環(huán)境友好、可智能性響

2、應的多功能超浸潤材料具有重要意義。
　　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，制備出超疏水抗菌涂層。通過SEM、AFM研究了涂層表面形貌，證實了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構。通過XPS和接觸角測試進一步研究了表面化學組成對潤濕性能的影響，指出表面氟元素和N+含量成為影響涂層潤濕性的主要因素

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，經過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械穩(wěn)定性。最后抗菌測試結果表明當N+含量高于0.11％，所得的涂層對E.coli和S.aureus的殺菌率均在82％以上，甚至可達到100％。
　　為了進一步得到響應性的智能型材料，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組成，發(fā)現(xiàn)表面具有微納復合結構，而且pH溶液處理并不會破壞其表面形貌，但會對其表面N+含量產生影響。當用酸液處理后，N+含量明顯升高。用接觸角考察了所制備織物的pH響應性能，表明其被酸液處理時才出現(xiàn)潤濕性的變化，且隨著pH降低，織物的pH響應時間減小，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，經不同pH處理后