壳聚糖衍生物及其复合材料的制备及抗菌性能研究

《壳聚糖衍生物及其复合材料的制备及抗菌性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、图书分类号TQ317.4密级非密UDC620硕士学位论文壳聚糖衍生物及其复合材料的制备及抗菌性能研究解冰指导教师（姓名、职称）李洁副教授申请学位级别工学硕士专业名称材料科学与工程论文提交日期2018年04月23日论文答辩日期2018年05月23日学位授予日期2018年月日论文评阅人李迎春教授郭睿劼副教授答辩委员会主席李振中教授2018年05月31日中北大学学位论文壳聚糖衍生物及其复合材料的制备及抗菌性能研究摘要壳聚糖是一种绿色、环保、人体亲和、生物可降解的可再生资源，一直以来都受到科研人员的高度重视，壳聚糖

2、衍生物以及相关复合材料也一直是业界研究的一大热点。本文以壳聚糖衍生物为主要研究对象，根据传统制备技术尚待改进、壳聚糖衍生物在特定应用中某些性能不足，分别制备了银/二氧化钛/壳聚糖复合抗菌微球、交联壳聚糖季铵盐薄膜两种新颖的壳聚糖衍生物及其复合材料。采用多种测试方法对制备的壳聚糖衍生物及其复合材料的结构、形貌、性能进行了表征，探讨了制备工艺参数对这些材料性能的影响，根据工艺参数与材料性能之间的关系调控制备方法，得到了抗菌性能优异、适应性强的壳聚糖衍生物及其复合材料。其中，绿色、安全的银/二氧化钛/壳聚糖复合抗

3、菌微球可弥补现有水处理技术(氯、臭氧、紫外线)容易产生有害副产物的缺陷，有望应用在水处理领域；制备的交联壳聚糖季铵盐薄膜具有出色的水稳定性和重复利用性，可作为抗菌涂层直接贴覆在器件表面，抑制细菌的滋生。本文具体研究内容及成果如下：(1)首先对锐钛矿纳米二氧化钛进行表面改性，然后以戊二醛为交联剂，壳聚糖为前驱体，通过反相乳液交联反应制备交联壳聚糖基体，同时将改性二氧化钛纳米粒子和还原银原位掺杂于基体中得到银(Ag)/二氧化钛(TiO2)/壳聚糖复合抗菌微球(STC)。通过FTIR和SEM表征表明壳聚糖成功交联

4、成球形，通过XPS表征表明Ag和TiO2的成功掺杂。经抗菌活性测试可知，STC的抗菌活性随其粒径的减小而增强。当戊二醛添加量、交联反应时间、反应搅拌转速分别为2.5%(v/v)、6h、450r/min时，STC的形貌均匀，其粒径范围主要集中在1~10μm范围内，且对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌的抗菌率均大于99.90%。与二氧化钛(TiO2)/壳聚糖复合物(TC)的对比研究发现，银纳米粒子的掺杂有利于获得高抗菌活性的抗菌剂，尤其与纳米TiO2通过协同光催化作用可显著提高抗菌剂在可见光下的抗菌性能；

5、(2)以环氧氯丙烷为交联剂，壳聚糖季铵盐(HACC)为前驱体，通过化学交联反应1制备交联壳聚糖季铵盐(CHACC)薄膜。通过ATR-FTIR、H-NMR、TGA、XRD对产中北大学学位论文物进行表征表明CHACC三维网络结构的形成。制得的薄膜在水中只发生溶胀，且溶胀率与交联剂剂量和交联反应时间均成反比，当反应时间为4h，交联剂用量分别为4mL时，薄膜的水稳定性最好，溶胀率小于250%。与HACC薄膜的对比研究发现，具有交联结构的CHACC薄膜保持着出色的抗菌活性，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的抗

6、菌率均大于99%，最小抑菌浓度分别为40、320和640μg/mL；(3)进一步，以CHACC薄膜作为抗菌层直接贴覆于自制的聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物(PVDF-TrFE)压电传感器上。自制的压电传感器通过旋涂法以及封装处理获得。通过FESEM对传感器的断面进行表征后可知，传感器层厚度为240μm，CHACC层厚度为288μm。通过实验室自组装的压电性能测试装置分析了CHACC薄膜的贴覆对传感器性能的影响，结果表明薄膜的贴覆对传感器的压电输出没有影响，具有出色抗菌活性、重复利用性的薄膜可有效地抑制细菌在传感

7、器表面的黏附与滋生。关键词：壳聚糖，壳聚糖季铵盐，交联反应，抗菌活性中北大学学位论文PreparationandpropertiesstudyofchitosanderivativesandtheircompositesAbstractChitosanisagreen,environmentalfriendly,biocompatibility,biodegradableandrenewableresource.Ithasalwaysbeenthefocusofresearchforscientists.C

8、hitosanderivativesanditscompositesarealsoaresearchhotspotintheindustry.Inthispaper,chitosanderivativesareusedasthemainresearchobjects.Accordingtothetraditionalpreparationtechnologyremainstobeimproved,andsomep