【摘 要】
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聚丙烯(PP)熔喷和纺粘非织造布凭借其独特的结构和性能在个人防护、医疗卫生等领域都有广泛的应用。本文基于环糊精(Cyclodextrin,CD)独特的分子结构特点,对艾草精油进行包覆,制备出具有耐高温、控释作用的艾草环糊精包覆物,及具有抗菌、缓释功能的艾草聚丙烯切片,并阐明了其稳定化和缓释作用机制,主要研究内容和结论如下:首先,为了选取合适的环糊精壁材,从α-环糊精(αCD)、β-环糊精(βCD)
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聚丙烯(PP)熔喷和纺粘非织造布凭借其独特的结构和性能在个人防护、医疗卫生等领域都有广泛的应用。本文基于环糊精(Cyclodextrin,CD)独特的分子结构特点,对艾草精油进行包覆,制备出具有耐高温、控释作用的艾草环糊精包覆物,及具有抗菌、缓释功能的艾草聚丙烯切片,并阐明了其稳定化和缓释作用机制,主要研究内容和结论如下:首先,为了选取合适的环糊精壁材,从α-环糊精(αCD)、β-环糊精(βCD)、γ-环糊精(γCD)三种壁材的适配性进行了探讨。通过扫描电子显微镜(SEM)、热重(TG)测试,测试了包合物的包埋率、载油率、缓释性能和耐热性能。研究结果表明,β-环糊精具有最高的包埋率及耐热性能,适用于PP载药聚丙烯切片的制备。其次,为了提高包合物的包埋率,通过单因素实验和Box-Behnken响应面法探究最佳反应条件。结果表明,影响包埋率的显著性顺序为:壁芯比>反应温度>反应时间,最佳包埋组合是壁芯比3:1、反应温度40℃、反应时间3h。通过均质机高速均质将包合物平均粒径控制在1.1μm左右,满足熔融纺丝条件。同时,FT-IR、紫外分光光度仪和TG测试结果证明了WO与βCD形成了包合结构。缓释性能实验证明,βCD对WO起到了有效保护作用,具有缓释效果,遵循Fickian扩散;抗菌实验表明,WO和WO-βCD均有抗菌性能,并且WO对金黄色葡萄球菌的抑菌效果明显优于大肠杆菌。最后,将包合物粉末与PP切片在双螺杆挤出机熔融共混挤出得到抗菌改性后的PP切片,通过DSC、TG、FT-IR、载油率和抗菌等测试研究其性能。研究表明,加入包合物对PP的流动性、可纺性和分解温度并无影响,具备纺丝条件;PP切片的黏度随着剪切速率的增大而减小,在剪切速率低时,黏度对剪切速率的变化敏感性高。包合物的加入提高了PP的熔融温度,改性后PP的DSC曲线的结晶峰更加明显和陡峭,包合物的加入在体系中起到了异相成核的作用,提高了PP的热性能。同时,改性后的PP切片存放半年后最高具有18.63±4.27%的载油率,依旧具备抗菌性能。
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