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文檔簡介
1、本論文選用氧化鋅(ZnO)作為抗菌劑,以高密度聚乙烯(HDPE)作為基體材料制備出一系列抗菌材料,主要從氧化鋅晶須對抗菌材料性能的影響、表面改性劑對抗菌材料性能的影響、抗菌材料在最佳工藝條件下抗菌性能的表征等三個方面進行研究。 大多數(shù)抗菌材料的研究以銀系抗菌劑為主,對于ZnO的研究很少,本論文通過納米氧化鋅(nano-ZnO)與四角狀氧化鋅晶須(T-ZnO)的協(xié)同作用,使得材料的抗菌性能有了明顯的提高,抗菌率由42.1%提高到了
2、96.3%。同時,對不同組成的抗菌劑Nano-ZnO∶T-ZnO(10/90~90/10)進行了抗菌性能測試,實際的抗菌率均高于理論抗菌值,從另一方面肯定了抗菌協(xié)同作用的存在。通過對復合材料的導電通道(體積電阻率ρ<,v>、表面電阻率ρ<,s>)和原子力顯微鏡(AFM)表征可知,四角狀氧化鋅晶須可以在基體材料中形成導電空間網(wǎng)絡,并且可以改善無機粒子的分散狀態(tài),形成空間網(wǎng)絡有利于提高材料的抗菌性能。在抗菌率的提高上,空間網(wǎng)絡起到了至關重要
3、的作用。 眾所周知,無機粒子高的表面自由能將會導致粒子與聚合物間較差的相容性,因此,本文選用了兩種改性劑對抗菌劑進行表面改性。一種是鈦酸酯偶聯(lián)劑,另一種是硅烷偶聯(lián)劑。通過對改性氧化鋅的紅外表征可知,表面改性的氧化鋅在2972.3 cm<'-1>,2926.0 cm<'-1>,2889.4cm<'-1>處出現(xiàn)了明顯的有機基團特征峰,表明鍵合了一層有機單分子層,并且,鈦酸酯偶聯(lián)劑的反應活性高于硅烷偶聯(lián)劑的反應活性。通過吸水性測試,表
4、明氧化鋅的表面性質(zhì)發(fā)生了明顯的變化,同時改性前氧化鋅表現(xiàn)為親水性,當經(jīng)過改性劑改性后,氧化鋅表現(xiàn)出了明顯的疏水性,鈦酸酯偶聯(lián)劑的有機單分子層的鍵合量高于硅烷偶聯(lián)劑的鍵合量,結果與紅外表征的結果基本相符。通過 TGA分析,定量表征了鍵合到氧化鋅表面的有機單分子層的含量,反應時的投料比為4%,實際反應鍵合的量為2.2%。力學性能的表征結果表明,隨著改性劑在介質(zhì)中含量的增加抗沖擊性能也隨之增加,直到含量達到3wt%,多出的未反應的偶聯(lián)劑在抗菌
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