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本文通过简单高效的方法制备出一系列功能型抗菌纳米粒子,随后将其与聚氨酯、聚乙烯醇两种常用材料溶液共混成膜,系统的研究了杂化纳米粒子以及复合薄膜的抗菌性能。主要内容如下:(1)采用价格低廉的硅烷偶联剂制备了反应性季铵化合物(QAC),并用简单的方法将QAC一步接枝在SiO2上,制备得到不同烷基链长度、不同粒径大小的抗菌杂化SiO2纳米粒子。研究了杂化纳米粒子的化学结构、微观形貌以及抗菌性能。结果表明:杂化SiO2纳米粒子表面季铵根含量较高,具有较为规整的球形以及良好的分散性。与纯SiO2纳米粒子相比,杂化SiO2纳米粒子具有优异的抗菌性能,可以在20 min内完全灭杀大肠杆菌与表皮葡萄球菌,且不会发生QAC小分子的迁移释放,属于接触型抗菌材料。(2)将前文制备的杂化SiO2纳米粒子与聚氨酯溶液共混,并固化成膜。研究了不同粒径大小以及烷基链长度的杂化SiO2纳米粒子对聚氨酯复合薄膜性能的影响。测试结果表明:杂化SiO2纳米粒子易在聚氨酯薄膜的表面富集,仅需添加少量(5 wt%)的杂化SiO2纳米粒子可使薄膜具有良好的抗菌性能,且随着杂化SiO2纳米粒子粒径的减小以及QAC烷基链长度的增加,复合薄膜的抗菌性能得到进一步提高,达到100%的抗菌率。将薄膜加速老化处理10天后,抗菌性能几乎未降低,表明该复合薄膜具有良好的抗菌持久性与稳定性。抑菌圈测试表明,该复合薄膜属于接触型抗菌材料,不会发生抗菌剂的迁移。(3)将杀菌性强的QAC-12以及疏水性强的氟硅烷AC-FAS一同键合到SiO2纳米粒子表面,制备得到杂化SiO2纳米粒子F-Q-12,首先研究了F-Q-12的化学结构、微观形貌以及亲疏水性,进一步将F-Q-12与PVA复合,并自然阴干成膜。研究了F-Q-12的添加量对PVA复合薄膜性能的影响。研究结果表明:F-Q-12纳米粒子的疏水性更强,接触角达到了138.3°。由于引入了全氟烷基链,F-Q-12的表面能更低,更易在薄膜的表面富集,添加3 wt%的F-Q-12,便可赋予PVA薄膜良好的疏水性以及抗菌性,其接触角可达96.6°,对大肠杆菌和表皮葡萄球菌的抗菌率均达到100%,表明疏水表面和抗菌的协同作用,能够进一步提高复合薄膜的抗菌性能。复合薄膜未出现抑菌圈,属于接触型抗菌材料,不会发生抗菌剂的迁移。此外,F-Q-12的加入还提高了薄膜的力学性能和热稳定性,其中PVA/F-Q-12(3%)的拉伸强度达到了65.2 MPa,断裂伸长率为28.1%。