棉织物抗菌整理方法设计及抗生物膜性能研究

摘要

微生物容易在服装、家纺、医用绷带、伤口敷料等纺织品上吸附繁殖，一些有害微生物的繁殖和蔓延传播严重威胁着人类的健康和安全。因此，开发抗菌性能优良、高效持久的抗菌织物具有极大的市场和社会效应。长时间使用过程中，生物膜的形成是抗菌材料失效的重要原因。因此本论文从抗生物膜形成的目标出发，以棉织物为基材，设计多种抗菌整理方法，并对方法进行优化。具体内容如下:
　　1.采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)在棉织物上接枝两性离子聚合物用于抗生物膜形成。利用活性染料中间体——一氯均三嗪将氨基引入到棉织物表面，随后在氨基上接入引发剂，再通过ATRP聚合在棉织物表面引入两性离子磺酸甜菜碱聚合物(pSBMA)。改性的棉织物表现出了较好的抗蛋白和细菌粘附能力，尤其是pSBMA接枝率为18.5％的棉织物能长时间(120h)保持较好的抵抗细菌粘附和生物膜形成的能力。
　　2.通过紫外光引发聚合技术在棉织物表面接枝聚甲基丙烯酸钠（PNaMAA）并负载银纳米粒子用于抗生物膜形成。棉表面的PNaMAA接枝率可由单体浓度控制。pNaMAA改性棉织物亲水性良好，表现出较好的抗蛋白和细菌粘附的效果，但长时间培养细菌仍能生长。通过浸渍-热还原方法原位生成银纳米粒子(AgNPs)，实现银粒子的均匀负载。由于羧基对银离子的络合作用，AgNPs牢度高。接枝PNaMAA并负载AgNPs的棉织物在与细菌长时间(8d)接触的情况下，抗细菌粘附率依然能保持在99.5％以上，具有良好的抗细菌粘附和生物膜生成能力。
　　3.通过溶剂法快速沉积多巴胺并功能化构建抗菌棉织物用于抗生物膜形成。选取十甲基环五硅氧烷(D5)为溶剂，利用多巴胺溶于水而不溶于D5的特性，使得在D5中悬浮的多巴胺能富集到织物表面的水膜，实现快速沉积。通过质量变化、热重分析和扫描电镜等分析证明溶剂沉积法具有多巴胺利用率高、沉积迅速、形成的聚多巴胺膜均匀平整等优点。进一步利用聚多巴胺的氧化还原反应原位还原Ag+而负载上银纳米粒子，同时利用聚多巴胺上残留的醌基，与氨基发生迈克尔加成反应，可进一步接枝mPEG-NH2。获得的mPEG/AgNPs复合涂层修饰的棉织物在阻黏和杀菌的协同作用下，具有良好的抗细菌粘附和生物膜形成效果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的背景及意义

1．2 纺织品抗生物膜形成整理剂的分类

1．2．1 无机类抗生物膜形成整理剂

1．2．2 有机类抗生物膜形成整理剂

1．2．3 天然类抗生物膜形成整理剂

1．3 抗菌涂层制备技术

1．4 聚合技术简介

1．4．1 原子转移自由基聚合

1．4．2 表面光引发聚合

1．4．3 仿生修饰技术

1．5 本课题的选题意义及内容

1．5．2 研究内容

第二章 棉织物表面接枝两性离子聚合物用于抗生物膜形成

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 材料与仪器

2．2．2 实验方法

2．2．3 实验表征方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 织物的表面修饰及测试表征

2．3．2 接枝棉织物的抗粘附测试

2．4 本章小结

第三章 棉织物表面接枝聚甲基丙烯酸钠并负载AgNPs用于抗生物膜形成

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 材料与仪器

3．2．2 实验方法

3．2．3 实验表征方法

3．3．1 织物的表面修饰及测试表征

3．3．2 热重分析(TGA)

3．3．3 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)

3．3．4 接枝棉织物的抗粘附测试

3．4 本章小结

第四章 棉织物表面快速沉积多巴胺并功能化用于抗生物膜形成

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 材料与仪器

4．2．2 实验方法

4．2．3 实验表征方法

4．3．1 棉织物表面快速沉积多巴胺

4．3．2 D5体系中棉织物预处理工艺的确定

4．3．3 不同沉积方法对利用率的影响

4．3．4 扫描电子显微镜(SEM)测试

4．3．5 热重分析(TGA)测试

4．3．6 快速沉积多巴胺法用于其他织物的改性

4．3．7 多巴胺棉织物功能化

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 不足与展望

参考文献

攻读学位期间成果

致谢