聚乳酸-Nano-ZnO-葉綠素銅酸納米復合抗菌材料的制備及表征.pdf

1、聚乳酸(PLA)是環(huán)境友好型材料，將其增韌改性成為復合抗菌材料是目前國內外研究和開發(fā)的一個重要方向。從研究現(xiàn)狀看，無機納米粒子對PLA的抗菌性能具有一定的改善作用，但對其力學性能有所消弱。因此，如何使納米氧化鋅(nano-ZnO)在含量較低的情況下就能制得抗菌性能優(yōu)異，力學性能良好的聚乳酸復合材料，具有重要的科學意義和實用價值。
　　本工作在分析nano-ZnO改善PLA抗菌性能的基礎上，首次利用葉綠素銅酸(CCA)的吸收-傳遞可

2、見光原理，在PLA/nano-ZnO復合材料中加入適量CCA，期望在nano-ZnO含量較低時，復合抗菌材料就能吸收可見光能，實現(xiàn)nano-ZnO高效光敏化抗菌作用，達到既節(jié)約成本又具有優(yōu)異的可見光光催化抗菌性能的目的。
　　采用母料法，以PLA為基體樹脂，nano-ZnO為抗菌劑，CCA為可見光光能吸收傳遞劑，通過溶液復合工藝制備抗菌母料。將該母料、PLA和增塑劑檸檬酸三丁酯(TBC)熱機械共混制得PLA/nano-ZnO/CC

3、A復合材料。通過抗菌實驗考查材料的抗菌性能，利用電子萬能試驗機、旋轉流變儀、差示掃描量熱法(DSC)、傅里葉轉換紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)等手段研究了PLA/nano-ZnO/CCA的力學性能、流變性能、熱性能、形態(tài)結構和相態(tài)結構。得到如下主要結果:
　　(1)nano-ZnO和CCA之間存在相互作用，為利用CCA增強nano-ZnO光敏化抗菌作用奠定了基礎。CCA的添加，使PLA/nano-Zn

4、O/CCA復合材料在可見光下對大腸桿菌的抗菌性能大幅度提高。當nano-ZnO含量大于1.5wt％時，PLA/nano-ZnO才開始具有抗菌性（抗菌率≥90.O％）。而添加CCA后，當nano-ZnO含量為0.3wt％，nano-ZnO/CCA質量比為18/6時，PLA/nano-ZnO/CCA即具有明顯的抗菌性，抗菌率比相同nano-ZnO含量的PLA/nano-ZnO提高9倍。當nano-ZnO含量為0.9～1.5wt％、nano-

5、ZnO/CCA質量比為18/6時，復合材料具有較強的抗菌性（抗菌率≥99.0％）。
　　(2)CCA使PLA/nano-ZnO/CCA復合材料的沖擊韌性、拉伸強度和彎曲強度均有所降低;斷裂伸長率隨nano-ZnO和CCA含量的增大呈先增大后減小的趨勢。當nano-ZnO含量為1.2wt％、nano-ZnO/CCA的質量比為18/6時，復合材料的力學性能較佳，斷裂伸長率比相同nano-ZnO含量的PLA/nano-ZnO提高18倍，

6、達62.2％;拉伸強度、彎曲強度和懸臂梁沖擊強度保持率分別為92％、86％和76％;且抗菌率為99.5％。
　　(3)復合材料的黏彈行為以黏性為主，對頻率的響應性較弱。nano-ZnO和CCA的加入，使復合材料的儲能模量和損耗模量均有不同程度的降低。
　　(4)利用TEM觀察復合材料的沖擊斷面表明，PLA/nano-ZnO/CCA復合材料中nano-ZnO分散較為均勻，但仍存在少量的團聚現(xiàn)象，這一定程度上導致復合材料力學性能