PUA抗菌材料的制备及性能研究.pdf

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1、工程塑料应用2011年，第39卷，第4期PUA抗菌材料的制备及性能研究郭良起张立攀王永伍季方少明(河南省商业科学研究所有限责任公司，郑州450002)(郑州轻工业学院河南省表界面科学重点实验室，郑州450002)摘要采用不饱和季鳞盐抗菌剂对聚氨酯丙烯酸酯(PUA)改性，制备了一种新型抗茵高分子材料。考察了抗菌剂用量对材料透光率、力学性能、玻璃化转变温度及热稳定性的影响，同时通过定量抗菌实验对材料的抗菌性能进行了测定。结果表明，季鳞盐抗菌剂对PUA成功地进行了改性，在添加质量分数为1％的抗茵剂时，材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌24h的抗菌率均已超过90％，且随抗菌剂用量增

2、加而增大；当抗茵剂质量分数为1．5％时材料综合性能最佳，其拉伸强度为43．45MPa，断裂伸长率为18．87％，透光率为91,．6％，外推起始分解温度达到318．0℃。关键词聚氨酯丙烯酸酯季磷盐抗菌性能抗菌材料是通过引入带有抗菌基团的抗菌剂对和氏璧化工有限公司；材料进行改性，从而使材料具有抑制或杀灭其表面甲基丙烯酸一羟乙酯(HEMA)：化学纯，天津细菌能力的一类新型功能材料。抗菌剂中用得市化学试剂研究所；最广泛的是银系无机抗菌剂，具有安全性好、抗菌时二月桂酸二丁基锡(DBTL)：分析纯，中国远航效长等优点，但其易发生氧化、光稳定性差，需要的试剂厂(上海)；用量大，成本较

3、高。传统有机抗菌剂短期内杀菌效偶氮二异丁腈(AIBN)：化学纯，天津市福晨化果明显，但稳定性差，有一定的毒性和挥发性J。学试剂厂；而制备带有抗菌基团的有机高分子材料则可以克服烯丙基三苯基氯化膦：化学纯，南京康满林化工上述缺点，其性能稳定，使用寿命长，易于储存，加工实业有限公司；方便，不会渗入人或动物表皮，因此这类抗菌材料正营养琼脂：生化试剂，北京奥博生物技术有限责成为当今研究和开发的热点。任公司；目前抗菌剂研究的最大进展之一是季鳞盐的出大肠杆菌、金黄色葡萄球菌：使用前活化，郑州现，这类化合物与季铵盐具有相似的结构，只是用含轻工业学院食品与生物工程实验中心。磷的阳离子代替

4、含氮阳离子，但其抗菌活性比季铵1．2主要设备、仪器盐高出两个等级，具有更好的抗菌性。而聚氨酯超导数字核磁共振仪：Avance300型，瑞士丙烯酸酯(PUA)兼有聚氨酯的柔韧性、耐磨性、抗Bruker公司；老化性及高撕裂强度和丙烯酸酯良好的耐侯性及优x射线衍射(XRD)仪：D8Advance型，德国良的光学性能等多方面综合优点J，若利用其大分Bruker公司；子单体的端基(如不饱和双键、环氧基、羧基、羟基傅里叶变换红外光谱(FrlR)仪：TENSOR27等)表现出来的活性可以实现对材料分子结构的设型，德国Bruker公司；计及控制，最终使材料功能化，可进一步扩大PUA热重

5、(TG)分析仪：DiamondTG／DTA型，美国的优点。因此，笔者通过不饱和季鳞盐抗菌剂对PE公司；PUA大单体进行改性，进而将抗菌基团引入到PUA电子拉力机：CMT一6104型，深圳市新三思计聚合物网状结构中以达到抗菌改性的目的，从而扩量技术有限公司；大PUA的应用范围。动态力学测试(DMA)仪：Q800型，美国TA公1实验部分司。1．1主要原材料1．3试样制备聚乙二醇(PEG400)：化学纯，天津市科密欧化原料预处理HEMA、PEG400用无水硫酸钠干学试剂开发中心；异佛尔酮一二异氰酸酯(IPDI)：工业品，上海收稿日期：2011．02．15郭良起，等：PUA抗菌

6、材料的制备及性能研究27燥过夜，除水过滤后备用；AIBN用95％的乙醇重结的峰归属为HEMA上端基CH一c一中的氢峰，6晶精制，干燥后备用；取适量烯丙基三苯基氯化膦溶为7．1处的峰归属为氨基甲酸酯一NH一中的氢原于蒸馏水中，60cIC水浴中加热溶解，滤去不溶物，旋子。蒸除水，得白色固体，真空干燥后备用。嚣。。2。。PUA大单体的合成在三颈瓶中加人一定配2CH19s12613比的IPDI、HEMA、PEG400，水浴控制反应温度253H3C_}、／卜_CH2mNH—c—o一H～30cC，5min后加入DBTL，继续反应25min后加OO入引发剂AIBN，待其溶解完全后，停

7、止搅拌，真空脱-o．一CH3“{：泡。HC．}、v／卜CH2-NH-C-CH2CH2)”PUA抗菌材料预聚物的制备称取计量的烯丙基三苯基氯化膦加入到上述的PUA大单体中，在25～30cc下继续搅拌20～30rain，停止搅拌，真空脱泡。交联固化将PUA大单体及抗菌材料预聚物置于烘箱分阶段进行固化反应：第一阶段40℃，2h；第二阶段50％，2h；第三阶段60，3h；最后阶段87654321075℃，7h。固化结束后经加工得PUA抗菌材料试／×106样。图1PUA大单体的核磁共振氢谱1．4性能测试2．2FTIR分析核磁共振(HNMR)测试：将