抗微生物腐蚀复合薄膜材料的性能研究

摘要

微生物腐蚀致使不锈钢设备及管道损坏，并由此带来巨大的经济损失。研究负载在不锈钢表面的抗微生物腐蚀材料，对控制金属的生物腐蚀，减少社会资源浪费具有重要理论意义及广阔的应用前景。
　　论文开展了不锈钢表面聚多巴胺/硅烷偶联剂复合薄膜的制备与研究。所制备的聚多巴胺/硅烷偶联剂复合薄膜由多巴胺及KH550在室温有氧碱性条件下反应获得。由于多巴胺在有氧碱性条件下氧化聚合为富含邻苯二酚结构的聚多巴胺，多巴胺氧化反应中间体与KH550的氨基发生的反应以及KH550分子水解后形成的Si-O-Si键，因此聚多巴胺/硅烷偶联剂复合膜为一层致密的有机无机复合膜。由于具有大量的邻苯二酚结构聚多巴胺/硅烷偶联剂复合薄膜对不锈钢表面具有很强的粘附能力，因此薄膜在长期的海水浸泡中体现出非常强的稳定性。
　　3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（CHPTAC）在碱性条件下可以与聚多巴胺/硅烷偶联剂复合薄膜表面所含有的氨基发生加成反应，因此进一步研究制备了聚多巴胺/硅烷偶联剂-季铵盐杀菌薄膜。对聚多巴胺/硅烷偶联剂-季铵盐杀菌膜材料表面成分及表面形貌进行了分析，测试了聚多巴胺/硅烷偶联剂-季铵盐杀菌薄膜的稳定性及抗菌性能。
　　通过在聚多巴胺/硅烷偶联剂复合薄膜表面连接枝化聚乙烯亚胺制备了聚多巴胺/硅烷偶联剂/聚乙烯亚胺薄膜。并以此为基础通过接枝CHPTAC，制备了聚多巴胺/硅烷偶联剂/聚乙烯亚胺-季铵盐抗菌复合膜。由于聚乙烯亚胺的接枝，聚多巴胺/硅烷偶联剂/聚乙烯亚胺薄膜较聚多巴胺/硅烷偶联剂薄膜表面氨基密度提高。由于氨基密度的增加，因此接枝CHPTAC后所制备的聚多巴胺/硅烷偶联剂/聚乙烯亚胺-季铵盐抗菌复合膜具有更强的抗菌性能。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 金属微生物腐蚀及防护

1．1．1 金属微生物腐蚀及机理

1．1．2 金属生物腐蚀防护研究现状

1．2 抗菌剂及抗菌薄膜

1．2．1 抗菌剂分类

1．2．2 季铵盐

1．2．3 季铵盐的杀菌机理

1．2．4 抗菌薄膜

1．3 仿生粘附性材料多巴胺

1．3．1 多巴胺的性质

1．3．2 聚多巴胺膜的研究现状

1．4 硅烷偶联剂KH550性质及应用

1．5 聚乙烯亚胺性质及应用

1．6 课题的研究意义及内容

第二章 聚多巴胺／硅烷偶联剂复合膜的制备与表征

2．1 引言

2．2 试剂及仪器

2．3 聚多巴胺用／硅烷偶联剂复合膜的制备过程

2．3．1 304不锈钢基底的预处理

2．3．2 聚多巴胺／硅烷偶联剂复合膜的制备

2．4 结果与讨论

2．4．1 聚多巴胺眉虢儡联剂复合膜表面成分分析

2．4．2 聚多巴胺／硅烷偶联剂复合膜表面形貌分析

2．4．3 聚多巴胺／硅烷偶联剂复合膜性能测试

2．5 小结

第三章 聚多巴胺／硅烷偶联剂-季铵盐抗菌膜的制备与表征

3．1 引言

3．2 试剂与仪器

3．3 聚多巴胺／硅烷偶联剂-季铵盐抗菌膜的制备及测试样品制备过程

3．3．1 聚多巴胺／硅烷偶联剂-季铵盐抗菌膜的制备

3．3．2 SS-PDSHP-CHPTAC抗菌膜材料抗细菌吸附实验过程

3．3．3 SS-PDSHP-CHPTAC抗菌膜材料抗菌性能实验过程

3．4 结果与讨论

3．4．1 SS-PDSHP-CHPTAC抗菌膜表面成分分析

3．4．2 SS-PDSHP-CHPTAC抗菌膜表面形貌测试

3．4．3 SS-PDSHP-CHPTAC抗菌膜抗海水腐蚀性能测试

3．4．4 SS-PDSHP-CHPTAC抗菌膜抗细菌吸附性能测试

3．4．5 SS-PDSHP-CHPTAC抗菌膜抗菌性能测试

3．5 小结

第四章 聚多巴胺／硅烷偶联剂／聚乙烯亚胺-季铵盐抗菌膜的制备与表征

4．1 引言

4．2 试剂与仪器

4．3 聚多巴胺／硅烷偶联剂／聚乙烯亚胺-季铵盐抗菌膜的制备

4．4 结果与讨论

4．4．1 SS-PDSHP／PEI-CHPTAC抗菌膜表面成分分析

4．4．2 SS-PDSHP／PEI-CHPTAC抗菌膜膜表面形貌测试

4．4．3 SS-PDSHP／PEI-CHPTAC抗菌膜抗海水腐蚀性能测试

4．4．4 SS-PDSHP／PEI-CHPTAC抗菌膜抗细菌吸附性能测试

4．4．5 SS-PDSHP／PEI-CHPTAC抗菌膜抗菌性能测试

4．5 小结

第五章 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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