Ag+/Ni2+/0-MMT-P(2,3-DMA)抗菌微球负载PLA材料的静电纺丝制备与性能研究

摘要

与无机抗菌剂相比较，新型抗菌剂的研究开发远远不足，复合型抗菌剂更是少之又少。尤其是以聚乳酸为载体表现的最为突出，严重影响着以聚乳酸为载体的抗菌剂在现实中的应用。因此研发出绿色、环保、健康、价格低廉且新型高效的的复合型抗菌材料迫在眉睫。 实验通过正交分析法，采用乳液聚合的方法，以2，3-二甲基苯胺(2，3-DMA)为单体，十二烷基苯磺酸钠为乳化剂，添加有机改性膨润土(O-MMT)制备聚（2，3-二甲基苯胺）(P(2，3-DMA)）包覆有机改性膨润土(O-MMT-P(2，3-DMA》。并将O-MMT-P(2，3-DMA)分别吸附Ag+溶液、Ni2+溶液以及Ag+-Ni2+混合溶液，制备了三种金属离子、聚合物与有机膨润土复合的抗菌微球材料Ag+/O-MMT-P(2，3-DMA)、Ni2+/O-MMT-P(2，3-DMA)和Ag+/Ni2+/O-MMT-P(2，3-DMA)。通过正交实验得出制备抗菌微球的最佳优化工艺为：各组分用量以1mol2，3-二甲基苯胺单体为基准，乳化剂用量：单体=1∶1；pH值=2.5；反应时间12h。通过FT-IR、XRD、扫描电镜、透射电镜、热重等表征方式对抗菌微球进行结构表征，结果说明通过乳液聚合单体2，3-二甲基苯胺成功聚合为聚(2，3-二甲基苯胺)并包覆有机改性膨润土，制成形貌为微球状物质，且有机改性膨润土(O-MMT)在微球的内部，但是化学反应并未改变有机改性膨润土的结构。用原子吸收分光光度计对吸附后的金属离子溶液进行测定，结果表明O-MMT-P(2，3-DMA)对Ag+吸附容量可达到7.99mg/g，去除率达到99.2%；对Ni2+吸附容量达到30.835mg/g，去除率达到75.14%。 以聚乳酸(PLA)为基体，制备的抗菌微球为功能性填料，通过静电纺丝的方法分别制备了Ag+/O-MMT-P(2，3-DMA)负载PLA、Ni2+/O-MMT-P(2，3-DMA)负载PLA和Ag+/Ni2+/O-MMT-P(2，3-DMA)负载PLA三种纤维材料；通过单因素控制法分别考察了聚乳酸添加量、纺丝电压、纺丝距离以及纺丝流速等纺丝工艺参数对聚乳酸(PLA)纤维成丝效果的影响。结果表明当确定聚乳酸的质量分数为10%，电压为18kV，距离为17cm、流速为l.OmL/h和功能填料添加量为0.5%时的情况下制备的纤维具有较好的形态结构。 论文对抗菌微球负载PLA纤维的抗菌性进行了研究，考察其对大肠杆菌以及金黄色葡萄球菌两种均的抑菌效果，结果表明：Ag+/Ni2+/O-MMT-P(2,3-DMA)负载PLA材料的纤维对大肠杆菌以及金黄色葡萄球菌的抑菌率达到了92.9%和92.2%，抑菌率最大，Ag+/O-MMT-P(2,3-DMA)负载PLA材料的纤维对大肠杆菌以及金黄色葡萄球菌的抑菌率达到了77.7%及73.7%。

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