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近期,开发能有效地灭活病原体、杀灭能产生臭味分子的微生物和防止生物膜形成的抗菌表面的开发已迫在眉睫,但成功的实例仍然很少,而且应用范围有限。N-卤代胺显示出对微生物的强有力的耐久性抗菌性。抗菌表面可以有效防止或减少有害气味。它们可通过直接接触杀灭产生臭味微生物以及中和微生物产生的恶臭产物,甚至能灭活产生恶臭产物的生物酶,催化酶通常引起有机物质分解,并将转化为氨或其他有害物质。
在不限制本发明的范围的前提下,本发明背景是为目标产品提供抗菌、除臭、化学臭味中和功能涂层的一种配方、方法以及负载体系。具体地讲,本发明提供了用于为软和硬表面提供抗菌,气味控制和有害化学物质控制功能的配方和方法,包括应用于涂层、织物、有机和无机固体介质,颗粒多孔和无孔对象,人和动物皮肤和皮肤损伤以及其他相关产品。
随着接枝方法研究的进展, 出现了原子转移自由基聚合接枝、可逆加成-断裂-链转移聚合接枝等新的接枝方法。2.1.1 原子转移自由基聚合接枝
采用ATRP法[9,10,11,12]制备纳米SiO2接枝共聚物的实施过程, 通常需要将接枝基体卤化改性得到卤化聚合物, 即需要先准备纳米SiO2引发体系的前驱体, 然后在一定温度下在催化体系的促进下接枝单体。纳米SiO2的原子转移自由基聚合接枝可以是一种单体, 比如以2-溴代丙酸乙酯为引发剂, 溴化亚铜为催化剂, 2, 2’-联吡啶为配体, 采用开放的溶液聚合体系, ATRP法实施了GMA的可控聚合[9]。纳米SiO2的原子转移自由基聚合接枝也可以是多单体共聚。例如通过原子转移自由基聚合接枝方法在纳米SiO2表面接枝苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的嵌段共聚物[10]。
纳米SiO2的表面接枝改性有多种方法, 目前没有很明确的分类方法。纳米SiO2表面的接枝改性主要有以下方式: (1) 纳米SiO2的表面可能参与化学反应的只有硅羟基, 纳米SiO2的表面接枝改性可以通过硅羟基与其他功能性单体或聚合物的直接缩合或加成反应进行。 (2) 要让纳米SiO2具备其他反应活性, 可以借助硅羟基引入可反应性基团, 比如通过TDI引入异氰酸根[4,5], 通过硅烷偶联剂引入环氧基团[6]、烯丙基[7]等等, 通过可反应性基团进行接枝改性。 (3) 此外, 纳米SiO2的接枝改性也可以借助硅羟基与其他官能团反应引入引发剂, 通过引发剂引发单体在纳米SiO2表面接枝聚合。
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式中w1为吸附的浸润液总量,wf为纤维质量,σ1为浸润液的表面张力;θ为接触角,H为毛细管长度,η1、ρ1分别为浸润液的黏度和密度,Ap为纤维的比表面积。按式(2)可得,
cos&thetH2η1 wf Ap ρ1 /wundefinedσ1 ,其中k=m2/t (3)
由式(3)可以得到如下结果(浸润液为水),见表2,从表中可以看出纤维接枝后水接触角从112.0°下降为67.88°。
式 (1) 中, qe为平衡吸附容量 (mg Cr3+·g-1) ;C0为吸附前Cr3+的浓度 (mol·L-1) ;C1为吸附后溶液中的Cr3+浓度 (mol·L-1) ;M为玉米芯用量 (g) ;V为Cr3+溶液的体积, 本实验中溶液均取用50mL。2 结果与讨论
2.1 红外光谱分析
接枝前后的玉米芯红外光谱见图1。在3400cm-1附近, 接枝前后玉米芯的谱图中均出现宽而强的吸收峰, 这可能是玉米芯所含的羟基 (O-H) 缔合峰。而接枝后的玉米芯在这个区域可能还存在游离的N-H伸缩振动峰。图中明显的区别在于接枝后玉米芯谱图中明显出现了甲基丙烯酸的羰基 (C=O) 的特征吸收峰 (1713cm-1) 和甲基 (CH3) 的伸缩特征峰 (2990cm-1和2933cm-1) , 而这些组特征峰在未接枝的玉米芯谱图在图1 (a) 中并未出现。此外, 接枝玉米芯的谱图中出现1664cm-1的酰胺特征峰吸收峰, 说明甲基丙烯酸 (MAA) 与丙烯酰胺 (AAm) 成功接枝到玉米芯大分子上。