抗菌型聚丙烯酸酯基納米復(fù)合乳液的合成與性能研究.pdf

1、聚丙烯酸酯以其優(yōu)異的光穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、成膜柔軟、膜光潔透明等性能，被廣泛應(yīng)用于皮革涂飾劑、紡織涂層劑、木器漆、建筑涂料等領(lǐng)域中。但是，純聚丙烯酸酯本身存在著“熱粘冷脆”、抗菌性、衛(wèi)生性能差等缺陷。近年來，隨著納米科技的快速發(fā)展，聚合物基無機(jī)納米復(fù)合乳液迅速成為材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　 本研究正是基于以上背景，通過對無機(jī)納米材料進(jìn)行篩選，優(yōu)選出抗菌性能優(yōu)異的無機(jī)納米材料并將其引入聚丙烯酸酯中，研究無機(jī)納米材料的尺寸、形貌對復(fù)

2、合乳液及薄膜性能的影響，制備一種“軟而不粘”、抗菌性優(yōu)異、衛(wèi)生性能良好的聚丙烯酸酯基納米復(fù)合乳液。具體內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　 1.首先對無機(jī)納米材料進(jìn)行篩選，考察市售氧化鎂(MgO)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、三氧化二鋁(Al2O3)、蒙脫土(MMT)、二氧化硅(SiO2)等不同種類的無機(jī)納米材料對聚丙烯酸酯乳液及薄膜性能，尤其是抗菌性的影響。然后，以陰離子型聚合物(PA30)為分散劑對優(yōu)選出的納米ZnO進(jìn)行

3、表面改性，對其改性條件進(jìn)行優(yōu)化;最后，將PA30改性納米ZnO引入聚丙烯酸酯中，對聚丙烯酸酯/納米ZnO復(fù)合乳液的制備工藝進(jìn)行探索和初步優(yōu)化。
　　 2.由于納米ZnO形貌豐富、結(jié)構(gòu)多樣，且納米ZnO形貌、尺寸對材料性能有較大的影響。因此，采用微波水熱技術(shù)制備不同尺寸的球形ZnO以及不同形貌的納米ZnO;通過掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)等對產(chǎn)物的形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征;考察了球形ZnO尺寸及納米ZnO形貌對納米ZnO性能的

4、影響。然后，采用常規(guī)乳液聚合法在PA30改性納米ZnO的分散液中原位引發(fā)丙烯酸酯類單體聚合，制備聚丙烯酸酯/納米ZnO復(fù)合乳液。考察球形ZnO尺寸、納米ZnO形貌對復(fù)合乳液及薄膜、涂飾后革樣及整理后織物性能的影響。
　　 結(jié)果表明:球形ZnO及聚丙烯酸酯/球形ZnO納米復(fù)合薄膜的抗菌性隨球形ZnO尺寸的增大而降低。與其他幾種形貌ZnO相比，球形ZnO、花狀ZnO均具有良好的抗菌和紫外吸收性能;聚丙烯酸酯/球形ZnO納米復(fù)合薄膜、

5、聚丙烯酸酯/花狀ZnO納米復(fù)合薄膜對白色念珠菌的抗菌效果良好，但對霉菌的抗菌效果不佳。
　　 與純聚丙烯酸酯乳液涂飾后革樣相比，聚丙烯酸酯/花狀ZnO納米復(fù)合乳液涂飾后革樣的透氣性提高了232.65％。聚丙烯酸酯/球形ZnO納米復(fù)合乳液整理后織物的透濕率較純聚丙烯酸酯乳液整理后織物提高了129.21％。
　　 聚丙烯酸酯/球形ZnO納米復(fù)合薄膜的抗菌作用由鋅離子的溶出作用和ZnO的光催化作用共同所致，聚丙烯酸酯/花狀Zn

6、O納米復(fù)合薄膜的抗菌作用則以ZnO的光催化作用為主。
　　 3.對抗菌性能較優(yōu)的球形、花狀ZnO進(jìn)行摻銀處理，以提高其對霉菌的抗菌效果;采用SEM、XRD、TEM等對復(fù)合粒子的形貌結(jié)構(gòu)及組成進(jìn)行分析;考察化學(xué)吸附還原法、微波輔助還原法和氧化還原法等三種納米粒子制備方法以及納米粒子形貌對粒子性能的影響。然后，采用常規(guī)乳液聚合法在PA30改性納米ZnO/Ag復(fù)合粒子的分散液中原位引發(fā)丙烯酸酯類單體聚合，制備聚丙烯酸酯/納米ZnO/A

7、g復(fù)合乳液;考察復(fù)合粒子制備方法、復(fù)合粒子形貌、用量對乳液及薄膜性能的影響。最后，將所得乳液應(yīng)用到皮革、紡織涂層中考察其應(yīng)用性能。
　　 結(jié)果表明:采用化學(xué)吸附還原法所制備的花狀ZnO/Ag復(fù)合粒子以及含該復(fù)合粒子的聚丙烯酸酯薄膜的抗菌性優(yōu)于采用微波輔助還原法和氧化還原法所制備的復(fù)合粒子。摻銀以后納米粒子及復(fù)合薄膜對霉菌的抗菌效果顯著提高。
　　 球形ZnO/Ag復(fù)合粒子和花狀ZnO/Ag復(fù)合粒子的抗菌性能相差不大。但是

8、，聚丙烯酸酯/花狀ZnO/Ag納米復(fù)合薄膜的抗菌性能優(yōu)于聚丙烯酸酯/球形ZnO/Ag納米復(fù)合薄膜。
　　 與純聚丙烯酸酯乳液涂飾后革樣相比，采用聚丙烯酸酯/花狀ZnO/Ag納米復(fù)合乳液涂飾后革樣的透氣性提高了138.46％;采用聚丙烯酸酯/花狀ZnO納米復(fù)合乳液整理后織物的透濕性最好，較純聚丙烯酸酯乳液整理后織物提高了12.84％。
　　 聚丙烯酸酯/花狀ZnO/Ag納米復(fù)合薄膜的抗菌作用主要以花狀ZnO/Ag復(fù)合粒子的