以PEDOT/PSS作为抗静电组分、高分子季铵盐作为抗菌组分的涂层制备与性能评价

摘要

静电、致病菌存在于人们生活的方方面面，不可避免。其中静电在工业化生产中造成重大的毁坏和损失的先例不止一次被报道。而且，近年来致病菌的发展变异足够引起人们的特别重视。因此从抗静电和抗菌应用的角度出发，一方面克服目前国内市场上主要作为抗静电组分的PEDOT/PSS水分散液的粒径过大从而影响其广泛使用的问题。另一方面，设计并合成出能够牢固附着于玻璃表面并且具有抗菌能力的季铵盐高分子涂料。基于此，本文的研究内容以与企业合作为基础，为达到企业要求，在抗静电方面以减小粒径为目的，在抗菌方面设计并合成以达到牢固附着于玻璃表面并具有抗菌能力的涂层为目的，因此，本文从以下两个方面进行展开。
　　一方面，针对目前市场上以PEDOT/PSS作为抗菌剂配制的涂料的平均粒径过大问题，做了以下研究工作:(1)采用传统氧化还原聚合方法，研究PEDOT/PSS聚合条件对聚合物平均粒径及表面电阻的影响，以达到抗静电效果为前提，得到粒径最小的最优反应条件:30℃时，溶液pH=3，PSS/EDOT=2/1，APS/EDOT=2/1，Fe2+/EDOT=0.002/1;(2)在以上最优反应条件下，设计新的氧化还原体系(Pd/H2O2)，进一步减小平均粒径的大小，将粒径从300nm降低为80nm;(3)以聚合物PEDOT/PSS为抗静电组分配制抗静电涂料，并涂布在PET薄膜上，测量表面电阻小于109Ω/sq，可以达到抗静电的作用。
　　另一方面，以合成和配制出抗菌季铵盐高分子涂料并能应用于玻璃表面为目的，做了以下研究工作:(1)以溴代十六烷与DMAEMA合成季铵盐单体，然后将其与对氯甲基苯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯共聚，其单体摩尔比比例依次为4∶7∶8∶6;(2)以溴代十六烷与DMAEMA合成的季铵盐单体，与对氯甲基苯乙烯、苯乙烯、丙烯酸丁酯共聚，其单体摩尔比比例依次4∶7∶8∶7;(3)分别以以上两种季铵盐聚合物作为抗菌组分，涂覆在被硅氧烷试剂处理的玻璃表面，以大肠杆菌做抗菌测试，其抗菌能力在50％左右。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 导电材料的研究与发展

1．1．1 关于导电材料的研究背景

1．1．2 结构型导电高分子聚合物的导电机理

1．1．3 导电高分子聚合物的应用

1．1．4 聚3，4-乙烯二氧噻吩的发展现状

1．1．5 合成PEDOT的方法

1．1．6 聚3，4-乙烯二氧噻吩的应用

1．2 抗菌剂的研究与发展

1．2．1 抗菌剂的分类

1．2．1 小分子季铵盐抗菌剂

1．2．2 高分子季铵盐抗菌剂的研究发展

1．3 论文研究内容及意义

1．3．1 本课题的研究意义

1．3．2 本课题研究内容

第二章 聚合条件对聚3，4-乙烯二氧噻吩粒径大小及表面电阻的影响

2．1 前言

2．1 实验部分

2．2．1 实验设备

2．2．2 实验原料及试剂

2．2．3 水分散体系聚3，4-乙烯二氧噻吩的制备工艺

2．2．4 PEDOT／PSS水分散体系的制备原理

2．2．5 水分散体系聚3，4-乙烯二氧噻吩的分析检测

2．3 结果讨论

2．3．1 红外光谱测试分析

2．3．2 掺杂剂PSS用量对聚合物PEDOT／PSS平均粒径和表面电阻的影响

2．3．3 过硫酸铵(APS)用量对聚合物PEDOT／PSS平均粒径及表面电阻的影响

2．3．4 FeCl2用量对聚合产物PEOT／PSS平均粒径及表面电阻的影响

2．3．5 溶液pH值对聚合产物PEDOT／PSS平均粒径及表面电阻的影响

2．3．6 反应温度对聚合产物PEDOT／PSS平均粒径及表面电阻值的影响

2．3．7 固含量对聚合产物PEDOT／PSS平均粒径及表面电阻值的影响

2．3．8 扫描电镜分析测试

2．3．9 以Pd／H2O2组成的氧化还原体系得到的聚合物粒径测试

2．4 抗静电涂料配制方法

2．4．1 引言

2．4．2 配制抗静电涂料的主要原料

2．4．3 抗静电涂料中的主要组分

2．4．4 抗静电涂料各组分及含量

2．4．5 分析测试

2．4．6 结果分析

2．5 本章小结

第三章 季铵盐聚合物的合成及其作为抗菌剂在涂料配制中的应用

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验设备

3．2．2 实验原料及试剂

3．2．3 季铵盐单体的合成

3．2．4 季铵盐高分子聚合物的系列合成

3．4 抗菌涂料的配制

3．4．1 配制抗菌涂料的主要溶剂

3．4．2 玻璃表面的预处理

3．4．3 抗菌涂料的配制方法

3．4．4 分析检测

3．4．5 抗菌性能检测试验

3．5 结果与讨论

3．5．1 季铵盐单体及其聚合物的合成与表征

3．6 本章小结

第四章 总结与展望

4．1 总结

4．2 前景展望

致谢

参考文献