由于無機抗菌劑安全、持久、廣譜,近年來得到廣泛的研究,其中應用最廣泛的是二氧化鈦光催化抗菌劑和銀系抗菌劑。但單獨使用二氧化鈦光催化劑需要紫外光照射,而且其抗菌作用較弱。銀系抗菌劑的研究主要是在沸石、磷酸鹽、可溶性玻璃等載體中添加銀離子進行抗菌。但銀離子初期釋放量大,容易發(fā)生變色,并且后期效用不足。為了克服這些缺點,可以通過無機抗菌劑的復配來增強其抗菌活性。 本研究通過工藝對比,確定在中間工序加入銀鹽。*利用工藝自身特性生成難溶性銀鹽來達到緩釋目的。考察了溫度、時間、pH對前驅(qū)體載銀量的影響,煅燒溫度和銀含量對抗菌性能和產(chǎn)品色澤影響,通過XRD、SEM、EDS對粉體進行表征,利用最小抑菌濃度和抑菌圈法檢測其抗菌性能。結(jié)果表明:反應溫度在較高和較低的情況下均會導致前驅(qū)體中銀含量的下降;pH對銀含量影響不大,但是影響產(chǎn)品的色澤;隨著反應時間延長,前驅(qū)體中銀含量增加。兩種前驅(qū)體制備的載銀粉體在低于800℃的熱處理后晶型均為銳鈦礦型,隨著煅燒溫度的提高,晶粒尺寸增大。低于600℃處理后的粉體中硫酸銀復合抗菌粉體具有*的抗菌效果,磷酸銀次之,氯化銀最差;高于600℃處理,氯化銀粉體抗菌性能下降最快,硫酸銀次之,磷酸銀耐高溫性能較強。煅燒溫度影響產(chǎn)品的色澤,低溫處理和高溫處理后的粉末顏色均會發(fā)黑。載銀量并不影響二氧化鈦的晶型轉(zhuǎn)變,只是隨著銀量的增加,逐漸出現(xiàn)銀鹽的衍射峰;當粉體中銀含量增加后,其抗菌性能均逐漸提高;但粉體的顏色會逐漸變暗。其中添加磷酸能夠細化顆粒并改善原有二氧化鈦的色澤,正鈦酸顆粒細化程度高于偏鈦酸顆粒的細化程度。以正鈦酸為前驅(qū)體制備的抗菌劑初次釋放量小于偏鈦酸制備的粉體。經(jīng)過浸泡以后,偏鈦酸的粉體的抗菌性能下降較大。磷酸銀復合粉體對光具有較好的耐受性。

載銀二氧化鈦納米粒子的制備及其在抗菌塑料中的應用

抗菌塑料是一種新型功能性塑料,由于向塑料中添加抗菌劑,使塑料本身具有抑菌殺菌性能?？咕芰暇哂袣⒕鷷r效長、經(jīng)濟、方便等特點,因此,抗菌塑料被廣泛應用于醫(yī)療衛(wèi)生用具、化學建材、餐飲器具、家電行業(yè)、公用電話電信及衛(wèi)生要求高的塑料包裝材料、廚房用具等,具有十分廣闊的市場前景?；谶@種社會需求,本論文選擇“銀納米粒子的制備及其在抗菌塑料中的應用”為研究方向,從以下幾方面開展工作: 1.在二丁酸二辛酯磺酸鈉和異辛烷的微乳體系下,制備了球形納米級銀溶膠,納米銀平均粒徑為10 nm左右,粒度分布均勻,無團聚現(xiàn)象。實驗結(jié)果表明,在AgNO_3濃度為0.2 mol/L,抗壞血酸濃度為0.2 mol/L,W值為10的條件下,得到大小為10 nm左右,單分散性好的均勻球狀納米銀溶膠。抗菌性能測試表明,當納米銀粒子濃度為10μg/mL時,對大腸桿菌的殺菌率達98 %以上。納米銀具有優(yōu)良的抗菌性能,當納米銀粒子的濃度為10μg/mL時,對大腸桿菌的殺滅率為98 %以上。 2.在二丁酸二辛酯磺酸鈉和異辛烷的微乳體系下,用抗壞血酸為還原劑,以AgNO_3和銳鈦型TiO_2為原料采取微乳液法制備了TiO_2/Ag溶膠,通過實驗研究,得到如下結(jié)論:1)在常溫下合成了分散性良好的TiO_2/Ag膠體,銀的平均粒徑為20 nm左右。2)納米銀的加入能大大改善TiO_2的抗菌性。當載銀量為3 %時,TiO_2/Ag抗菌材料達到*的抗菌性能。3)TiO_2粒子的粒徑大小能夠影響TiO_2/Ag抗菌材料的抗菌性能,粒徑較小的TiO_2粒子制得的TiO_2/Ag抗菌材料具有更好的抗菌性能。4)所得的TiO_2/Ag抗菌材料具有良好的抗菌持久性。 3.以載銀二氧化鈦為抗菌劑,制備了抗菌PP塑料。TiO_2/Ag抗菌粉體通過硅烷偶聯(lián)劑的表面改性,在PP母粒中分布均勻,無團聚現(xiàn)象,與PP塑料具有良好的相容性?？咕鶳P母粒對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抗菌率都在96 %以上;在空氣中放置15天后和溫水浸泡15天后其抗菌性能幾乎不受影響,說明該PP母粒具有長效抗菌性能和良好的緩釋性能?？咕鶳P塑料與普通PP塑料相比,其拉伸強度、缺口沖擊強度和彎曲強度等力學性能影響不大。

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