抗生素的发现使肺炎、流感等细菌感染引起的疾病不再是人类死亡的主要原因,但抗生素的滥用又使得耐药细菌成为人类健康的主要威胁之一。因此,开发一种安全高效的抗菌材料对于减少细菌感染、拓宽抗菌材料使用范围具有重要意义。在种类繁多的高分子抗菌材料中,聚离子液体由于每个重复单元都带有阳离子基团以及烷基取代基,具有十分优异的抗菌性能。聚离子液体的阳离子能与细菌细胞膜表面的负电荷产生强烈的静电相互作用,扰动细菌细胞膜结构,而疏水的烷基侧链能伸入细菌细胞的磷脂双分子层促进细菌细胞破裂,达到抗菌的目的。这种物理破坏细菌细胞膜的抗菌方式对耐药菌也有较好的杀灭作用。通过共价键在基底材料表面形成聚离子液体刷,能够赋予基底材料优异的抗菌功能,而且具有良好的稳定性,是制备聚合物抗菌材料行之有效的方法。然而,到目前为止有关聚离子液体抗菌刷的报道很少,对于聚离子液体刷结构特征与其抗菌性能的关系还缺少系统的研究。基于此,本文主要围绕聚离子液体分子刷接枝密度、膜厚的调控、聚离子液体刷的抗菌性能与细胞毒性等展开研究。本文首先合成了咪唑类离子液体单体[VBMI⁺][BF₄^-]、[VBEI⁺][BF₄^-]和[VBBI⁺][BF₄^-],随后通过表面引发ATRP反应制备相应的咪唑类聚离子液体刷。并采用一种“去引发剂”法调节了聚离子液体刷的相对接枝密度,通过ATRP反应时间控制了聚离子液体刷的相对分子量及膜厚。利用XPS、椭圆偏振仪等表征手段表征了聚离子液体刷的结构。结果表明,聚离子液体刷的相对接枝密度随着表面引发剂密度的增加而线性增加,聚离子液体刷的膜厚则随着ATRP反应时间的增加而线性增加,表明聚离子液体刷具有较好的可控性。系统研究了相对接枝密度、相对分子量、烷基取代基、表面Zeta电位对咪唑类聚离子液体刷抗菌性能的影响。结果发现,电荷效应是影响咪唑类聚离子液体刷抗菌性能的关键。随着聚离子液体刷的相对接枝密度从0.50增加至1.31,表面Zeta电位从26 mV增加至68mV,1 h内金黄葡萄球菌的死亡率从75%增加至90%。同样,聚离子液体刷的相对分子量从12.5 kDa增加至33.4 kDa,表面Zeta电位从35 mV增加至70 mV,1 h内金黄葡萄球菌的死亡率从64%增加至86%。同时,聚离子液体刷的抗菌活性也与细菌种类有关,革兰氏阴性菌的细胞膜电负性及亲水性都要大于革兰氏阳性菌,使得聚离子液体刷对革兰氏阴性菌的抗菌效果更明显。此外,将聚离子液体刷循环使用5次后,5 h内抗菌率仍能保持95%左右。经过细胞毒性实验测试,聚离子液体刷对小鼠成纤维细胞L929、3T3均无显著细胞毒性。这种抗菌性能高效稳定且无明显细胞毒性的聚离子液体刷有望应用于食品加工、医疗材料等领域。