论文部分内容阅读
利用市售的无机银离子抗菌剂和广东炜林纳功能材料有限公司合成的一系列稀土抗菌剂,制备了聚丙烯(PP)抗菌塑料。
通过贴膜实验的方法研究了稀土抗菌剂/PP抗菌塑料和市售银离子抗菌剂制备的抗菌塑料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果,分析了不同银离子/铈离子含量对塑料抗菌性能的影响,并讨论了其抗菌机理。研究结果表明,稀土离子具有和银离子相似的抗菌机理:金属离子Ce4+和Ag+本身具有强氧化性,可以通过氧化还原作用破坏细菌细胞结构;Ce4+和Ag+可以通过配位作用与酶的活性中心结合,细菌酶正常的空间结构被破坏而失去活性;Ce4+和Ag+还能激发水和空气中的活性氧,产生羟基自由基(·OH)和活性氧负离子(O2),进而引发一系列自由基反应和氧化还原反应。另外,铈离子还可以作为钙离子的拮拒剂引起细菌生理功能丧失。稀土铈离子的引入可以增强银离子的重复抗菌能力。利用稀土抗菌剂制备的PP抗菌塑料对两种细菌均有良好的抑菌效果,抗菌剂添加的质量分数为2%及3%时,塑料的抗菌率分别为>90%及>99%,具有抗菌性或强抗菌性。合成的抗菌剂的抗菌能力优于市售的银离子抗菌剂。当合成的复合抗菌剂中银离子和铈离子的比例在一定范围内逐渐减小,甚至抗菌成分只有稀土而不含银时,塑料的抗菌效果没有明显减弱。
抗菌塑料经过55℃恒温水浴加速老化15天后,利用金黄色葡萄球菌进一步测定了其抗菌长效性。结果显示合成的稀土抗菌剂质量分数为3%的塑料老化后抗菌率>90%,具有较好的缓释抗菌效果。
研究了抗菌剂的加入对PP塑料力学性能、加工性能及热稳定性等基本性能的影响。抗菌塑料的加工性能和热性能良好,跟基体树脂PP相比没有明显变化,但加入合成抗菌剂后力学性能严重下降。采用表面改性剂WOT对抗菌剂进行表面处理后,抗菌塑料的力学性能得到明显改善,与纯PP的相当。