抗菌聚氨酯软质泡沫的制备及性能

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聚氨酯(PU)软质泡沫是生产和使用量最大的聚氨酯产品,具有优良的回弹性、吸音性、透气性和保温性,广泛应用于床垫、汽车座椅、服装垫材、医用敷料等领域。由于其多孔性和吸湿性,聚氨酯软泡容易沾染汗液和各种污渍,引起细菌的滋生,造成材料的性能损失,同时危害使用者的健康。因此,抗菌聚氨酯软质泡沫的研发,对预防控制疾病传播、保护人类健康有着重要的意义。  本文选择不同的抗菌剂,分别运用物理共混和化学键合的方法加入材料中,制备了三种抗菌聚氨酯软泡,并对其结构与性能展开研究。  首先,通过将抗菌剂聚六亚甲基盐酸胍(PHMG)化学键合到聚氨酯分子链上,制得抗菌聚氨酯PU-PHMG,PHMG的键合效率为76.0%。在PHMG含量为0.5%时,即具有优异的抗菌性能,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均可达到99%以上。  第二,通过将三氯生(TCS)化学键合到聚氨酯分子链上,制得抗菌聚氨酯PU-TCS,但键合于聚氨酯分子链中的三氯生,因抗菌基团酚羟基与异氰酸酯发生反应而导致抗菌效率大幅度降低,因此只有在三氯生加入量超过1.5%时,PU-TCS才具有抗菌性,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均可达到99%。  第三,通过将纳米氧化锌(ZnO)物理共混于聚氨酯中,制备抗菌聚氨酯PU-ZnO,在ZnO加入量超过1.5%时,PU-ZnO对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率可达到90%,但杀菌速率较慢,需要与菌液接触48 h后才能够杀灭细菌。  三种抗菌改性聚氨酯中,键合型PU-PHMG的抗菌性能最强,所需抗菌剂加入量最少,杀菌速率快,且抗菌剂不会溶出,从而保证了抗菌效果的持久性,以及对环境和人体的安全性。同时,该技术对聚氨酯泡孔结构和力学性能的影响较小,是理想的抗菌聚氨酯软泡材料。
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