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ZnO/Ag纳米复合抗菌剂在医用塑料和船舶防污漆中应用

收藏本文 2024-03-01 点赞:12705 浏览:49096 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:以两步液相沉淀法制备了ZnO/Ag纳米复合抗菌剂,并研究了其在医用塑料和船舶防污漆中的应用。以常规的混炼法制备的医用抗菌PVC的力学性能不佳,限制了其广泛使用。在将ZnO/Ag纳米复合抗菌剂添加到PVC之前,使用三种钛酸酯偶联剂对其改性处理,用双辊混炼法制备了抗菌PVC,随后研究了其抗菌性能和力学性能的变化,主要研究内容如下:(1)选用不同的钛酸酯偶联剂来对ZnO/Ag纳米复合抗菌剂改性,使之从亲水性变为疏水性,并活化率来确定偶联剂的最佳用量及改性工艺;(2)分别将改性前后的ZnO/Ag纳米复合抗菌剂以不同的质量分数添加到医用软质PVC中,用双辊混炼法制备抗菌PVC。GB/T1040-92《塑料拉伸性能试验方法》分别测试抗菌剂改性前后,抗菌PVC的拉伸性能和断裂伸长率;QB/T2591-2003《抗菌塑料抗菌性能试验方法和抗菌效果》来测试相应抗菌PVC对埃希氏大肠杆菌和金葡萄球菌的抑制效果。结果:三种钛酸酯偶联剂均可提高抗菌剂的疏水性,偶联剂的用量为5%时,改性后ZnO/Ag的活化指数均达到95%以上,抗菌PVC的力学性能改善,抗菌PVC对金葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率优于QB/T2591-2003对抗菌塑料的抗细菌评定标准,分别达到了94%和95%。在探索ZnO/Ag于防污漆中的应用时,先研究了以ZnO/Ag为单一成分的功能树脂的防污性能。在此基础上,研究了含ZnO/Ag的防污漆的各项性能。主要研究内容如下:(1)用多种表面活性剂来对ZnO/Ag纳米复合抗菌剂改性,沉降实验、TEM等手段对改性效果表征,优选出使得ZnO/Ag复合抗菌剂在二甲苯中分散稳定的表面活性剂,并实验确定分散剂的添加量及改性工艺;(2)设定的配方制备出“含ZnO/Ag的丙烯酸树脂”,在实验室中测试漆膜的抗菌、抗藻效果,在青岛胶南市唐岛湾测试其实地防污性能;另一设定的配方,将ZnO/Ag纳米复合抗菌剂和Cu2O配合使用,在实验室内测试制得防污漆的抗菌、抗藻效果,在青岛胶南市唐岛湾测试其实地防污性能。并对上述两种漆膜的抗菌、抗藻及实地防污的机理初步探讨。结果:含ZnO/Ag的功能树脂表现出了良好的抑菌、抑藻性能,当ZnO/Ag的添加量达到7%时,对金葡萄球菌的抑菌率为96.3%,对大肠杆菌的抑菌率达到了99.7%,同时完全抑制了中肋骨条藻和亚心形扁藻的生长;ZnO/Ag应用于防污漆之前,用5%的分散剂Dispers 655对ZnO/Ag改性处理,其在二甲苯中7天后的沉降率仍然可以保持在10%以下;ZnO/Ag在防污漆中加入量的增大,会提高防污漆的粘度和,但对其它物理性能影响不大,分散剂的加入对防污漆各项物理性能基本影响。关键词:ZnO/Ag论文偶联剂论文抗菌PVC论文力学性能论文防污漆论文藻类生长论文

    摘要4-6

    ABSTRACT6-11

    1 绪论11-32

    1.1 无机抗菌剂概述12-21

    1.1.1 无机抗菌剂的种类及抗菌机理12-15

    1.1.1.1 重金属类抗菌剂12-14

    1.1.1.2 光催化类抗菌剂14-15

    1.1.1.3 其它无机抗菌剂15

    1.1.2 无机抗菌剂的应用15-21

    1.2 医用塑料概述21-24

    1.2.1 医用塑料的研究现状21-23

    1.2.2 医用PVC 的研究现状23-24

    1.3 船舶防污漆概述24-28

    1.3.1 船舶防污技术的发展概况24-26

    1.3.2 防污剂概述及研究现状26-28

    1.4 课题选题依据及主要研究内容28-31

    1.4.1 选题依据28-30

    1.4.2 课题的主要研究内容30-31

    1.5 项目来源31-32

    2 实验32-42

    2.1 实验主要原料及设备32-33

    2.1.1 实验主要原料32

    2.1.2 实验设备32-33

    2.1.3 样品测试仪器33

    2.2 实验方法33-42

    2.2.1 ZnO/Ag 纳米复合抗菌剂的制备33-35

    2.2.2 ZnO/Ag 纳米复合抗菌剂的物相表征及形貌分析35

    2.2.3 ZnO/Ag 的偶联剂改性及抗菌PVC 的制备与性能测试35-37

    2.2.3.1 ZnO/Ag 偶联改性的工艺35

    2.2.3.2 偶联改性的效果评价35

    2.2.3.3 抗菌PVC 的制备35-36

    2.2.3.4 抗菌PVC 的抗菌性能及力学性能测试36-37

    2.2.4 含ZnO/Ag 功能树脂的制备与测试37-40

    2.2.4.1 不同ZnO/Ag 含量功能树脂的制备37

    2.2.4.2 不同ZnO/Ag 含量功能树脂的性能测试37-40

    2.2.5 新型防污漆的制备与性能测试40-42

    2.2.5.1 ZnO/Ag 在二甲苯中的分散40

    2.2.5.2 ZnO/Ag 在二甲苯中分散效果的表征40

    2.2.5.3 不同ZnO/Ag 含量防污漆的制备40

    2.2.5.4 不同ZnO/Ag 含量防污漆的性能测试40-42

    3 ZnO/Ag 的偶联改性及在医用 PVC 中的应用研究42-55

    3.1 ZnO/Ag 的物相及形貌表征42-43

    3.2 偶联剂改性工艺中几个影响因素的讨论43-44

    3.3 偶联剂对ZnO/Ag 改性效果研究44-47

    3.3.1 活化指数的变化趋势44-45

    3.3.2 偶联剂对粉体形貌的影响45-46

    3.3.3 偶联剂的改性机理初步讨论46-47

    3.4 不同ZnO/Ag 含量抗菌PVC 的抗菌性能研究47-51

    3.4.1 抗菌PVC 的制备工艺探讨47-48

    3.4.2 抗菌PVC 中ZnO/Ag 最佳添加量的研究48-51

    3.5 偶联剂对抗菌PVC 力学性能影响机理初步探讨51-53

    3.5.1 拉伸强度和断裂伸长率的定义及计算公式51

    3.5.2 抗菌PVC 力学性能的变化及相应机理的初步探讨51-53

    3.6 小结53-55

    4 含 ZnO/Ag 丙烯酸功能树脂的制备及性能研究55-64

    4.1 功能树脂抑菌性能的研究55-57

    4.2 功能树脂抑制藻类生长的研究57-61

    4.2.1 藻类的培养条件优选57-58

    4.2.2 藻液浓度-吸光值标准工作曲线的研究绘制58-60

    4.2.2.1 藻类生长曲线的绘制58

    4.2.2.2 对藻类最大吸收波长的研究58-59

    4.2.2.3 标准工作曲线的研究绘制59-60

    4.2.3 功能树脂对藻类生长的影响60-61

    4.3 功能树脂实海防污效果初步研究61-63

    4.4 小结63-64

    5 新型防污漆的制备与性能研究64-81

    5.1 ZnO/Ag 在二甲苯中的分散性研究64-69

    5.1.1 尝试试验结果及讨论64-66

    5.1.2 沉降实验结果及讨论66-68

    5.1.3 TEM 形貌结果讨论68-69

    5.2 不同ZnO/Ag 含量防污漆的研究制备69-70

    5.3 防污漆的物理性能研究70-72

    5.4 防污漆抑菌及抑藻性能研究72-78

    5.4.1 防污漆抑菌性能研究72-75

    5.4.2 防污漆抑藻性能研究75-78

    5.5 防污漆实海防污效果初步研究78-80

    5.6 小结80-81

    6 总结及展望81-84

    6.1 全文主要研究内容总结81-82

    6.1.1 的主要研究成果81-82

    6.1.2 的创新点82

    6.2 的不足及展望82-84

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