鹵胺高分子抗菌材料的合成及性能研究.pdf

1、近年來，微生物對人體健康和安全的威脅已經(jīng)成為一個嚴(yán)重的公共問題。抗菌材料因其可以有效地抑制微生物的生長，從而成為重要的研究方向。如今抗菌材料已廣泛應(yīng)用于建材、樹脂、纖維、紙張、橡膠、涂料、木材、服裝、醫(yī)療、水處理、日用品、塑料、食品包裝等領(lǐng)域內(nèi)。常用抗菌劑包括季銨鹽、季磷鹽、無機(jī)金屬離子，鹵胺等。其中鹵胺因具有良好的抗菌功效、很好的穩(wěn)定性和再生性、對人體安全等優(yōu)點而受到關(guān)注。本文通過三種方法制備了三種鹵胺高分子抗菌材料，并對其抗菌功效進(jìn)

2、行了深入研究。
　　(1)鹵胺高分子納米抗菌材料的合成、表征及抗菌性能研究
　　由苯乙烯(St)與丙烯酸（AA）通過乳液聚合反應(yīng)，制備出含不同單體比例的poly(styrene-co-acrylateacid)納米粒子(PSANPs)。通過場發(fā)射掃描電鏡對PSA納米粒子形貌進(jìn)行表征并結(jié)合希望PSANPs含有盡可能多AA的目標(biāo)要求，確定St與AA的最佳質(zhì)量比為2∶1。之后通過與叔丁胺的胺基化反應(yīng)和氯化反應(yīng)得到鹵胺高分子納米抗菌

3、粒子poly(styrene-co-N-(t-Bu)-N-chlorine-acrylamide)(PSA-N-ClNPs)。采用場發(fā)射掃描電鏡、比表面積和孔隙分析儀、紅外光譜和X射線光電子能譜分析儀等對PSA-N-ClNPs進(jìn)行了表征，研究了PSA-N-ClNPs對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度(MIC)、最小殺菌濃度(MBC)和接觸時間對抑菌率的影響。結(jié)果表明，PSA-N-ClNPs具有良好的抗菌性能，對大腸桿菌和金黃色葡萄

4、球菌的最小抑菌濃度為5μg·mL-1和10μg·mL-1，最小殺菌濃度均為10μg·mL-1。濃度為10μg·mL-1的PSA-N-ClNPs在與細(xì)菌接觸90min內(nèi)可以將濃度約為7.1×107CFU/mL的大腸桿菌全部殺死，在120min內(nèi)對濃度為1.6×107CFU/mL金黃色葡萄球菌的抑菌率可以達(dá)到86.67％。PSA-N-ClNPs對大腸桿菌的抗菌性能優(yōu)于金黃色葡萄球菌。研究還發(fā)現(xiàn)PSA-N-ClNPs具有很好的儲存穩(wěn)定性。

5、r>　　(2)鹵胺高分子磁性納米抗菌材料的合成、表征及抗菌性能研究
　　制備了單分散的鹵胺高分子磁性納米粒子(PSA-N-Cl@Fe3O4NPs)，并利用多種測試手段對其進(jìn)行了表征。通過抗菌實驗發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e3O4NPs、PSA@Fe3O4NPs和PSA-NH@Fe3O4NPs對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌均沒有抑菌效果，而鹵胺高分子磁性納米粒子PSA-N-Cl@Fe3O4NPs具有很強(qiáng)的抗菌性能。
　　PSA-N-Cl@Fe3O4

6、NPs對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的的最小抑菌濃度均為15μg·mL-1，最小殺菌濃度均為20μg·mL-1。濃度為15μg·mL-1的PSA-N-Cl@Fe3O4NPs分別在150min和180min內(nèi)可以將濃度為4.3×107CFU/mL的大腸桿菌和1.9×107CFU/mL金黃色葡萄球菌全部殺死?？咕Y(jié)果表明PSA-N-Cl@Fe3O4NPs對大腸桿菌的抗菌性能優(yōu)于金黃色葡萄球菌。鹵胺高分子磁性納米粒子PSA-N-Cl@Fe3O4N

7、Ps具有的磁性特征可使該材料在水溶液中具有較好的可回收性。
　　(3)大孔交聯(lián)鹵胺高分子抗菌材料的合成、表征及抗菌性能研究
　　通過懸浮共聚的方法制備了大孔交聯(lián)聚苯乙烯與聚丙烯酸混聚物樹脂PSA，通過調(diào)整St與AA的比例、水相油相的比例和致孔劑的用量得到形貌尺寸均一的大孔交聯(lián)PSA樹脂。PSA樹脂與叔丁胺的胺化反應(yīng)得到鹵胺前置體PSA-NH樹脂，再經(jīng)過氯化反應(yīng)得到大孔交聯(lián)鹵胺高分子抗菌樹脂材料PSA-N-Cl。通過比表面積分