聚己内酯_改性纳米氧化锌抗菌复合材料的制备、表征及可纺性探究

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1、学校代码10255学号2160196东华大学硕士学位论文聚己内酯/改性纳米氧化锌抗菌复合材料的制备、表征及可纺性探究STUDYONTHEPREPARATION,PROPERTIESANDSPINNABILITYOFPOLY(ε-CAPROLACTONE)/ZnO-CABASEDONANTIBACTERIALNANOCOMPOSITES学科专业：纺织工程作者姓名：丁雯校内导师：王富军校外导师：达骏答辩日期：2018.5.28东华大学丁雯硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注王新厚教授答辩委员会主席东华大学张坤研究员答辩委员会

2、委员东华大学劳继红副教授答辩委员会委员东华大学教授级上海市毛麻纺织科学技张德良答辩委员会委员高工术研究所教授级上海汽车地毯总厂有限龚杜弟答辩委员会委员高工公司孙晓霞讲师答辩委员会秘书东华大学东华大学研究生硕士论文摘要聚己内酯/改性纳米氧化锌抗菌复合材料的制备、表征及可纺性探究摘要聚己内酯（PCL）具有良好的生物相容性且降解周期长，常应用于生物医用领域，但在实际应用中，生物材料与人体接触后会由于细菌的吸附而产生感染。PCL本身不具有抗菌效果且力学性能较弱，因此将其增韧改性成为抗菌复合材料是目前研究热点之一。纳米氧化锌（nanoZnO）是一种

3、有效的杀菌材料，且对聚合物表现出较好的增强特性。为了制备出纳米颗粒分散均匀、稳定性高的抗菌复合材料，本文采用一水合柠檬酸(CA)对nanoZnO表面进行改性，对改性纳米氧化锌(nanoZnO-CA)的形貌、结构、颗粒分散情况及抗菌性能进行了表征；选择分散效果最佳的nanoZnO-CA与PCL共混，以溶液流延法制备出PCL/ZnO-CA抗菌复合材料，对其形貌、力学性能、亲水性、紫外吸收性能、抗菌性能以及生物相容性等方面进行研究；并对PCL/ZnO-CA抗菌复合材料的热稳定性及流变性能进行了探究，为其可纺性提供理论依据。主要得到以下结果：（1

4、）通过红外光谱和热重分析可知，nanoZnO-CA表面存在CA分子层，并且两者官能团之间相互作用。XRD结果显示，nanoZnO的晶型没有因为CA的添加而改变。通过SEM、动态激光散射仪及沉降实验测试结果可知，nanoZnO-CA30wt%的改性效果最好，团聚I东华大学研究生硕士论文摘要体的粒径集中分散在348nm左右。根据琼脂平皿法测试结果表明纳米氧化锌改性前后均具有较好的抗菌效果。（2）通过SEM分析可知，采用超声分散/溶液流延法可以将nanoZnO-CA均匀地分散在PCL基质中。XRD和DSC测试结果显示，nanoZnO-CA的添加

5、，使得复合材料的结晶度降低，但结晶温度提高。（3）PCL/ZnO-CA3wt%抗菌复合材料的力学性能较好，拉伸断裂强度为14.24Mpa，断裂伸长率为480.29%。紫外-可见光光谱和接触角实验结果表明，随着nanoZnO-CA含量的增加，复合材料对可见光吸收增强，亲水性有所改善，对应的抗菌性能增强，当含量低于7wt%时，复合材料无细胞毒性。（4）热学性能和热降解动力学分析结果表明，复合材料的热稳定性随着nanoZnO-CA的添加而降低，通过熔融纺丝法制备出的初生纤维直径在200~250m之间，且在纤维表面存在分布均匀的白色纳米颗粒。综

6、上所述，PCL/ZnO-CA3wt%抗菌复合材料具备良好的力学性能、抗菌效果及成纤性，在输尿管、支架管等需要抗菌效果的医疗器械材料中具有潜在的应用价值。关键词：聚己内酯，纳米氧化锌，一水合柠檬酸，改性，结构性能II东华大学研究生硕士论文ABSTRACTSTUDYONTHEPREPARATION,PROPERTIESANDSPINNABILITYOFPOLY(ε-CAPROLACTONE)/ZnO-CABASEDONANTIBACTERIALNANOCOMPOSITESABSTRACTPoly(ε-caprolactone)(PCL)isa

7、biocompatible,biodegradableandflexiblematerialwhichisoftenappliedinthebiomedicalfield.However,infectionisacommonproblemduetotheadhesionofbacterialmembraneonthematerialswhentheycomeintocontactwithhumantissue.Currently,ithasbecomeoneoftheresearchhotspotstotoughenandmodifyPC

8、Lintoantibacterialcompositesowingtoithasnoantibacterialeffectanditsmechanicalpropertiesareweak.N