具有抗菌性能的nano-TiO-,2--HIPS復(fù)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(xì)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(wú)毒、無(wú)味、無(wú)刺激性、抗菌能力強(qiáng)，抗菌范圍廣，對(duì)人體安全等優(yōu)點(diǎn)。往塑料中添加少量的納米二氧化鈦可賦予塑料長(zhǎng)期的抗菌和殺菌機(jī)能。
　　 本論文采用納米二氧化鈦?zhàn)鳛榭咕鷦?，?duì)其進(jìn)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(fù)合

2、材料。nano-TiO2/HIPS復(fù)合材料既可以改善HIPS的缺點(diǎn)，同時(shí)又具有其它新的功能，如抗菌性能、增強(qiáng)性能、增韌性能。
　　 本論文主要包括以下幾個(gè)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(diǎn)、局限和修飾改性?？偨Y(jié)了nano-TiO2/HIPS的研究進(jìn)展，并提出了本論文的目的、意義及設(shè)計(jì)思路。
　　 2.采用貴金屬銀和A

3、l2O3對(duì)nano-TiO2進(jìn)行復(fù)合改性，使得多種殺菌機(jī)理相結(jié)合，產(chǎn)生協(xié)同作用，提高nano-TiO2在可見(jiàn)光照射下的抗菌性能。另外，采用硅烷偶聯(lián)劑KH-570對(duì)納米粒子進(jìn)行表面處理，以改善納米顆粒的分散性。實(shí)驗(yàn)利用紅外光譜、熱重分析儀、掃描電鏡、X射線(xiàn)光電子能譜等手段對(duì)納米粒子進(jìn)行了表征，研究結(jié)果表明nano-TiO2成功復(fù)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(xué)性能，并采用TGA、DSC、超顯微硬度計(jì)和抗菌性能試驗(yàn)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(qiáng)度普遍得到提高，而彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度則影響不大。納米粒子經(jīng)過(guò)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(fù)合材料的力學(xué)性能。TiO2-K

5、H/HIPS、Ag-TiO2-KH/HIPS和Al2O3-TiO2-KH/HIPS體系的力學(xué)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(fù)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(duì)復(fù)合材料的熱行為的影響不大。
　　 d.抗菌性能測(cè)試結(jié)果顯示，在可見(jiàn)光的照射下，納米粒子填充的復(fù)合材料對(duì)金黃色葡萄球菌有良好的抑菌作用，在實(shí)驗(yàn)的范圍之內(nèi)，最大的抑菌率可以達(dá)到93.6％。而復(fù)合材料對(duì)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(fù)合材料的抑菌率比經(jīng)過(guò)KH-570改性的納米粒子填充的復(fù)合材料