聚氨酯材料的表面功能化改性及抗菌性能研究.pdf

1、微生物與人類的關系十分密切，它是一把鋒利的雙刃劍，在給人類帶來巨大利益的同時也帶來“殘忍”的破壞。對有害細菌微生物的防治與殺滅一直是人類在衛(wèi)生保健方面工作的重點。從古代利用銀銅器及貝殼天然抗菌材料到十八世紀人工合成有機抗菌劑再到二十一世紀無機抗菌材料的發(fā)展，隨著人類文明的進步及科技的發(fā)展，人類與細菌微生物的斗爭也取得豐碩成果。
　　抗菌聚氨酯材料由于其安全無毒，特別是其突出的耐熱性，可以用于不同行業(yè)多種制品上，逐步走向百姓的日常生

2、活。目前我國抗菌制品涉及家電、建材、紡織、輕工等多個行業(yè)，具體產品有抗菌冰箱、抗菌塑料管材、抗菌涂料、抗菌衣服、抗菌生活用品等千余種，生產抗菌產品的企業(yè)有近千家?？傊覈鞘澜缰圃鞓I(yè)大國，作為與國際接軌的環(huán)保型產品，抗菌產品產業(yè)化速度已進入快車道，中國抗菌產業(yè)的發(fā)展空間巨大。因此，尋求能夠化學鍵合的抗菌基團，從而使得制備的抗菌產品穩(wěn)定性好和抗菌持久，成為當前研究的熱點。
　　在聚氨酯材料表面改性時，本論文采用兩種方法。以異氰酸酯為

3、基本原料，分別與不同的抗菌劑如季銨鹽和鹵胺進行化學鍵合，制備了一系列的抗菌聚氨酯涂層材料，并且研究了它們的性能。
　　（1）用十六烷基二甲基叔胺和環(huán)氧氯丙烷作為原料合成了含活潑羥基的長碳鏈季銨鹽。采用一種簡單溫和的工藝，通過含活潑羥基的季銨鹽和異佛爾酮二異氰酸酯及聚乙二醇的化學反應制備了含有季銨鹽官能團的抗菌聚氨酯涂層材料。應用傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、元素分析和核磁共振氫譜（HNMR）來確定含活潑羥基的季銨鹽和抗菌聚氨酯涂

4、層材料的化學結構，結果表明成功制備了含活潑羥基的季銨鹽和抗菌聚氨酯涂層材料。力學性能、水接觸角和吸水率測試表明：鍵合的季銨鹽官能團，引入的聚乙二醇，明顯改善了聚氨酯涂層薄膜的親水性，且可保持優(yōu)良的力學機械性能?？咕鷮嶒灥慕Y果表明：以濃度為105 CFU/mL的金黃色葡萄球菌作為測試菌種，七種含不同季銨鹽量的聚氨酯涂層薄膜的抑菌圈大小分別為22.24、23.81、25.06、25.95、26.24、28.10和29.17 mm。這說明聚氨

5、酯涂層薄膜中的季銨鹽含量越高，聚氨酯涂層薄膜的抗菌功效越強。
　?。?）用廉價易得的5，5-二甲基海因（DMH）和環(huán)氧氯丙烷反應合成含有活潑環(huán)氧基團的鹵胺前置體（GHE），加入堿后環(huán)氧基團開環(huán)變成羥基，從而使得GHE變成含活潑羥基的鹵胺前置體（GHOH）。經過稀釋的次氯酸鈉溶液完成了氯化，合成了含有活潑羥基的鹵胺化合物 Cl-GHOH。通過含活潑羥基的鹵胺化合物Cl-GHOH和異佛爾酮二異氰酸酯及聚乙二醇的化學反應制備了含有鹵胺官

6、能團的抗菌聚氨酯涂層材料。傅里葉變換紅外光譜（FTIR）結果表明：鹵胺官能團被成功固載到聚氨酯涂層材料中。力學性能、水接觸角和吸水率測試表明：鍵合鹵胺官能團后，聚氨酯涂層薄膜的親水性變差，但力學機械性能和拉伸性能良好?？咕鷮嶒灥慕Y果表明：以濃度為106 CFU/mL的金黃色葡萄球菌作為測試菌種，四種含不同鹵胺官能團量的聚氨酯涂層薄膜的抑菌圈大小分別為25.19、27.48、29.57和31.80 mm。這表明聚氨酯涂層薄膜中鹵胺官能團的