学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

含氟抗菌材料的制备及其表面性质的研究

作　者: 韩志远
导　师: 倪华钢
学　校: 浙江理工大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 环丙沙星合成含氟聚合物表面性质抗菌性能
分类号: TQ317
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 3次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

细菌等有害微生物给人类在众多领域带来严重危害，尤其在医疗卫生领域。始于医疗设备表面的细菌黏附所引起的细菌感染问题很严重，很多研究表明细菌等微生物黏附与材料表面进而形成生物膜，是细菌等微生物污染的关键所在。因此，认识细菌与材料表面间的相互作用，阻止细菌在表面的粘附尤为重要。为了有效防治细菌等微生物的污染和侵害，使用抗菌材料已成为一种迫切的需求和选择。含氟材料具有耐候性强、表面能低、耐摩擦等优异性能，广泛应用于各种功能材料领域。在抗菌材料领域内，当前关于含氟抗菌材料的研究尚少，尤其是含氟抗菌材料的表面结构对其抗菌性能的影响方面。因此，研究氟化抗菌聚合物的分子结构、材料表面结构与材料表面抗菌性能的关系，对于理清氟化抗菌聚合物的抗菌机制，优化抗菌高分子材料的分子结构，提升材料的抗菌效力，对研制持久高效、稳定的抗菌自清洁涂层材料有着重要的指导意义。本文合成了普通抗菌聚合物及含氟抗菌聚合物，使用FT-IR、NMR、GPC、XPS及表面能等手段表征聚合物结构及其表面性能。采用抑菌圈法、光密度法（OD600）、菌落计数法研究了不同聚合物的抗菌性能。利用扫描电镜（SEM）观察了样品表面的细菌黏附情况。并关联抗菌聚合物样品的表面性质与抗菌性能，得到如下结论：（1）以对氯甲基苯乙烯、环丙沙星（CF）为原料合成可聚合的抗菌性新单体（BCF），再结合甲基丙酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸-2-全氟辛基乙酯（FMA）合成了BCF类抗菌聚合物。考察了BCF类抗菌聚合物的表面性质及抗菌性能，发现当BCF类含氟抗菌聚合物中抗菌组分≥4.9mol%(11.0wt%)时，聚合物拥有高效杀菌性（杀菌率>99%）及抗细菌黏附性（阻止生物膜的形成）。（2）采用点击化学合成了GMA(-CF)及HEMA(-CF)两类含氟抗菌聚合物。同样对抗菌聚合物的组成、表面性质及抗菌性能进行研究，发现GMA(-CF)类抗菌聚合物中抗菌组分在4.0mol%（约9.8wt%）以上时均具有优异的杀菌性能（>99.5%）；发现聚合物中氟含量的增加，表面能越低及表面黏附的细菌越来越少（GM12F12表面能降至7.4mN/m，且几乎无细菌黏附），防止生物膜的形成。研究结果表明，含氟抗菌材料的抗菌机理可认为是：含氟单元引入后，材料真实环境材料下表面重构能力变强。在实际环境下含氟抗菌材料表面具备足量的抗菌基团及氟元素，保证了抗菌材料表面的高效杀菌性及阻止生物膜形成。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章文献综述  10-30
  1.1 引言  10-11
  1.2 常用的抗菌剂  11-19
    1.2.1 无机抗菌剂  11-13
    1.2.2 有机抗菌化合物  13-18
    1.2.3 天然抗菌剂  18-19
    1.2.4 无机-有机复合抗菌剂  19
  1.3 含氟抗菌材料  19-28
    1.3.1 含氟低分子化合物  19-23
    1.3.2 含氟高分子抗菌材料  23-26
      1.3.2.1 含氟低聚物抗菌材料  23-25
      1.3.2.2 含氟高聚物抗菌材料  25-26
    1.3.3 含氟复合抗菌材料  26-28
  1.4 课题的提出及意义  28-30
第二章实验部分  30-44
  2.1 原料试剂及来源  30-31
  2.2 试剂的精制  31-32
    2.2.1 单体的精制  31-32
    2.2.2 其它试剂的精制  32
  2.3 BCF 类抗菌共聚物的合成  32-34
    2.3.1 新单体对氯甲基苯乙烯-环丙沙星（BCF）的合成  32-33
    2.3.2 抗菌共聚物 PMMA-r-PBCF、PMMA-r-PBCF-r-PFMA 的合成  33-34
  2.4 炔基化环丙沙星的合成  34
  2.5 GMA(-CF)类抗菌共聚物的合成  34-37
    2.5.1 PMMA-r-PGMA 及 PMMA-r-PGMA-r-PFMA 的合成  34-35
    2.5.2 PMMA-r-PGMA(N_3)及 PMMA-r-PGMA(N_3) -r-PFMA 的合成  35-36
    2.5.3 PMMA-r-PGMA(-CF)及 PMMA-r-PGMA(-CF)-r-PFMA 的合成  36-37
  2.6 HEMA(-CF)类抗菌共聚物的合成  37-40
    2.6.1 单体 HEMA(Cl)的合成  37-38
    2.6.2 PMMA-r-PHEMA(Cl)及 PMMA-r-PHEMA(Cl)-r-PFMA 的合成  38
    2.6.3 PMMA-r-PHEMA(N_3)及 PMMA-r-PHEMA(N_3)-r-PFMA 的合成  38-39
    2.6.4 PMMA-r-PHEMA(-CF)及 PMMA-r-PHEMA(-CF)-r-PFMA 的合成  39-40
  2.7 共聚物的表征及性能测试  40-41
    2.7.1 分子结构的表征  40
    2.7.2 样品制备  40
    2.7.3 表面结构的表征  40-41
  2.8 抗菌活性的测试  41-44
    2.8.1 准备工作  41-42
    2.8.2 抑菌圈法  42
    2.8.3 浊度法（OD_(600)）  42
    2.8.4 菌落计数法  42-43
    2.8.5 细菌粘附实验（SEM）  43-44
第三章 BCF 类抗菌聚合物的合成及其抗菌性能  44-56
  3.1 引言  44
  3.2 新单体 BCF 的合成及表征  44-46
  3.3 BCF 类抗菌聚合物的合成及表征  46-48
  3.4 BCF 类抗菌聚合物的表面性质  48-49
  3.5 BCF 类聚合物的抗菌性能  49-52
  3.6 BCF 类样品的抗菌性能分析  52-55
  3.7 本章小结  55-56
第四章 GMA(-CF)及 HEMA(-CF)类抗菌聚合物的合成及其抗菌性能  56-76
  4.1 引言  56-57
  4.2 炔基化环丙沙星的合成及表征  57
  4.3 GMA(-CF)类抗菌聚合物的合成及表征  57-61
  4.4 GMA(-CF)类聚合物的表面性质  61-62
  4.5 GMA(-CF)类聚合物的抗菌性能  62-66
  4.6 GMA(-CF)类样品的抗菌性能分析  66-68
  4.7 HEMA(-CF)类抗菌聚合物的合成及其性能研究  68-75
    4.7.1 单体 HEMA(Cl)的合成及表征  68-69
    4.7.2 HEMA 类抗菌聚合物的合成及表征  69-72
    4.7.3 HEMA(-CF)类抗菌聚合物的表面性质  72-73
    4.7.4 HEMA(-CF)类聚合物的抗菌性能  73-75
  4.8 本章小结  75-76
总结与展望  76-77
参考文献  77-88
攻读硕士期间的成果  88-89
致谢  89

含氟抗菌材料的制备及其表面性质的研究

内容摘要

全文目录

相似论文