具有抗菌性能的nano-TiO-,2--HIPS復合材料的制備與表征.pdf

1、抗菌材料作為一種有效抑制有害細菌繁殖的新興材料正被人們?nèi)找嬷匾暫褪褂?。納米二氧化鈦(nano-TiO2)正是這種新型的抗菌材料之一，具有無毒、無味、無刺激性、抗菌能力強，抗菌范圍廣，對人體安全等優(yōu)點。往塑料中添加少量的納米二氧化鈦可賦予塑料長期的抗菌和殺菌機能。
　　 本論文采用納米二氧化鈦作為抗菌劑，對其進行改性，然后將改性后的納米二氧化鈦和高抗沖聚苯乙烯(HIPS)共混，制得納米粒子含量不同的nano-TiO2/HIPS復合

2、材料。nano-TiO2/HIPS復合材料既可以改善HIPS的缺點，同時又具有其它新的功能，如抗菌性能、增強性能、增韌性能。
　　 本論文主要包括以下幾個方面的內(nèi)容：
　　 1.綜述了納米粒子，尤其是nano-TiO2的結(jié)構(gòu)、性能以及應(yīng)用，著重介紹了nano-TiO2作為抗菌材料的優(yōu)點、局限和修飾改性。總結(jié)了nano-TiO2/HIPS的研究進展，并提出了本論文的目的、意義及設(shè)計思路。
　　 2.采用貴金屬銀和A

3、l2O3對nano-TiO2進行復合改性，使得多種殺菌機理相結(jié)合，產(chǎn)生協(xié)同作用，提高nano-TiO2在可見光照射下的抗菌性能。另外，采用硅烷偶聯(lián)劑KH-570對納米粒子進行表面處理，以改善納米顆粒的分散性。實驗利用紅外光譜、熱重分析儀、掃描電鏡、X射線光電子能譜等手段對納米粒子進行了表征，研究結(jié)果表明nano-TiO2成功復合了貴金屬銀離子、Al2O3，并且偶聯(lián)劑KH-570改性后的納米粒子的分散性也得到了提高。
　　 3.利

4、用熔融共混的方法制備了一系列納米粒子/HIPS的共混體系?？疾炝斯不祗w系的力學性能，并采用TGA、DSC、超顯微硬度計和抗菌性能試驗等方法研究了共混體系的熱行為、表面硬度和抗菌性能。研究結(jié)果表明：
　　 a.添加了納米粒子后的材料與未添加納米粒子的HIPS相比，拉伸模量和拉伸強度普遍得到提高，而彎曲強度和沖擊強度則影響不大。納米粒子經(jīng)過偶聯(lián)劑表面處理之后，有效改善了其在基體中的分散，從而有利于提高復合材料的力學性能。TiO2-K

5、H/HIPS、Ag-TiO2-KH/HIPS和Al2O3-TiO2-KH/HIPS體系的力學性能均分別優(yōu)于TiO2/HIPS、Ag-TiO2/HIPS和Al2O3-TiO2/HIPS。
　　 b.硬度分析結(jié)果表明，加入納米粒子之后，復合材料的硬度和彈性都得到提高。而且，TiO2-KH/HIPS、Ag-TiO2-KH/HIPS、Al2O3-TiO2-KH/HIPS體系的硬度和彈性均分別低于TiO2/HIPS、Ag-TiO2/HIP

6、S、Al2O3-TiO2/HIPS。
　　 c.TGA、DSC分析結(jié)果顯示，納米粒子的添加，對復合材料的熱行為的影響不大。
　　 d.抗菌性能測試結(jié)果顯示，在可見光的照射下，納米粒子填充的復合材料對金黃色葡萄球菌有良好的抑菌作用，在實驗的范圍之內(nèi)，最大的抑菌率可以達到93.6％。而復合材料對大腸桿菌的抑菌作用則不明顯。而且，未經(jīng)KH-570改性的納米粒子填充的復合材料的抑菌率比經(jīng)過KH-570改性的納米粒子填充的復合材料