Cu0.05Zn0.95O/聚吡咯纳米复合物的制备和抗菌性能

在CTAB/正己烷/正丁醇/水（W/O）四元反相微乳液体系中原位聚合制备了铜掺杂氧化锌/聚吡咯（CZ/PPy）纳米复合物.用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱仪和紫外-可见光谱仪分别表征了样品的结构、形貌和光谱学性能;以大肠杆菌（Escherichia coli）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和白色念珠菌（Candida albicans）为测试菌株研究了样品的抗菌活性.结果表明PPy包覆在CZ粒子表面形成了核-壳结构的CZ/PPy复合物,PPy链与CZ纳米粒子之间存在一定的相互作用;复合物的抗菌性能优于CZ,且抗菌活性随着CZ含量的增加而增大.     

聚丙烯酰胺/层状无机物纳米复合材料研究进展

聚丙烯酰胺(PAM)/层状无机物纳米复合材料相比于纯PAM具有更好的力学性能、超吸水性能、热稳定性能和气体阻隔性能等,是一种性能优异并在采油、农业和卫生学等领域有着广泛应用前景的新型聚合物基纳米复合材料。本文对近年来聚丙烯酰胺/层状无机物纳米复合材料的研究进展进行了综述。首先重点介绍了层状双氢氧化物(LDHs)在有机溶剂和水中剥离分散方面的研究进展,接着综述了PAM/LDH和PAM/粘土纳米复合材料的制备与结构表征,最后阐述了PAM/层状无机物纳米复合材料的流变性能、力学性能和超吸水性能等。     

聚对苯二甲酸乙二醇酯/层状双氢氧化物纳米复合材料

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/层状双氢氧化物(LDHs)纳米复合材料是一种性能优异并具有广泛应用前景的新型聚合物基纳米复合材料.与纯PET相比, 其力学性能、热稳定性、阻燃性能与耐紫外线功能等均有明显提高或改善.本文对近年来PET/LDH纳米复合材料的研究进展进行了综述.首先, 对LDHs 的化学组成和结构特点进行了简要介绍, 并且对其制备方法和物理化学性质等进行了简单论述, 然后, 对PET/LDH纳米复合材料的制备、结构表征、结晶行为、机械力学性能以及耐热、阻燃和耐紫外线等功能性质的最新研究进展进行重点综述; 最后, 对其应用前景进行展望.     

乳液聚合法制备聚苯乙烯/Mg-Al层状双氢氧化物纳米复合材料

采用乳液聚合法制备阻燃性聚苯乙烯MgAl层状双氢氧化物(LDHs)纳米复合材料.通过对不同合成条件下复合材料的XRD谱,讨论了纳米复合材料的形成过程;经SEM图证实了LDHs是以剥离的纳米级层片分散在基体中的;TG和DSC谱图揭示了LDHs纳米层板可有效提高PS的热稳定性,并可使PS的玻璃化转化温度明显提高;当层状双氢氧化物在插层复合材料中含量为14.92%时,纳米复合材料的氧指数可达23.5%,其用量比在PS中直接添加纳米LDHs时要少约一倍.文中还分析了纳米复合材料的形成过程.     

基于聚谷氨酸囊泡的抗菌水凝胶

通过开环聚合(ROP)合成了两亲嵌段共聚物聚己内酯-聚谷氨酸(PCL-b-PGA),并将其自组装成囊泡,然后利用聚谷氨酸的羧基原位沉积纳米银颗粒,得到了抗菌囊泡. 最后,将抗菌囊泡与普朗尼克F127基体混合,制备了抗菌水凝胶. 实验结果表明抗菌囊泡对典型革兰氏阴性菌如大肠杆菌和典型革兰氏阳性菌如金黄色葡萄球菌的MIC90(抑制90%菌株生长的最低浓度)分别为10和20 μg mL?1. 平板菌落计数法表明抗菌水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC50(抑制50%菌株生长的最低浓度)为30 μg mL?1,MIC90为60 μg mL?1. 外敷法抗菌实验也证明了水凝胶具有优异的抗菌效果,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC50为7.5 μg mL?1,MBC(最小杀菌浓度)为30 μg mL?1.     

聚吡咯(PPY)/聚己内酰胺(Nylon 6)——导电复合材料的研究

本文用电化学氧化聚合的方法制备出了既具有优良的导电性能又具有良好机械性能的聚吡咯(PPY)/聚己内酰胺(Nylon 6)的复合材料,该复合材料的导电率可达119s/cm,并对聚吡咯/聚己内酰胺导电复合材料进行了扫描电子显微镜、电导率及机械性能的测试及表征。     

聚ε-己内酯/聚吡咯电纺膜的制备与性能

以吡咯(Py)和聚ε-己内酯(PCL)为原料、氯仿为溶剂,并掺杂一定量的十二烷基硫酸钠制备电纺膜,利用三氯化铁的氧化作用原位生成聚吡咯(PPy).对所得到的PCL/PPy电纺膜用红外光谱进行表征,在扫描电镜和透射电镜下观察纤维形貌,并测定力学性能和体积电阻率.结果表明,所生成的PPy以纳米粒子形式附着在电纺纤维表面,随着Py相对于PCL的质量百分含量由0增加到20%,PCL/PPy电纺膜的纤维直径从(730±341)nm逐渐下降至(325±84)nm;膜的拉伸模量和拉伸强度由不含Py的(25.7±0.8)MPa和(2.48±0.14)MPa分别增加至含有20%Py的(48.4±7.6)MPa和(5.05±0.59)MPa,断裂伸长率由(129±27)%下降至(86.2±9.1)%;体积电阻率降低了2～3个数量级.该PCL/PPy电纺纤维膜以期可作为电活性材料用于功能或生物医用领域.     

聚吡咯纳米球负载金纳米粒子的制备及其性能研究

在水溶液中以表面活性剂F127形成的胶束为模板制备聚吡咯纳米球，考察了温度、吡咯浓度、pH等因素对聚吡咯纳米球形貌的影响，提出F127体系中聚吡咯纳米球的形成机理。利用聚吡咯与氯金酸之间的氧化还原活性，在聚吡咯纳米球表面成功负载金纳米粒子，研究温度和吡咯浓度对聚吡咯/金复合材料形貌的影响，运用透射电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱、循环伏安等对其形貌、结构、性能进行研究。结果表明，所制得的负载金纳米粒子的聚吡咯复合材料具有明显的拉曼增强效应，可用于分析复合材料中聚合物的分子结构；此外该复合材料在酸性条件下具有较好的电化学稳定性，可应用于修饰电极。     

聚吡咯/纳米SiO_2复合材料的制备及氧化性能

采用化学氧化法制备聚吡咯/纳米Si O2(PPy/n Si O2)复合材料,通过扫描电子显微镜和红外光谱对其进行表征,并将其应用到对苯二酚的氧化反应中.结果表明,PPy/n Si O2复合材料中,PPy较均匀地负载在纳米Si O2表面.在弱酸性介质中,PPy/n Si O2对对苯二酚具有很好的氧化性能.反应2 h内,对苯二酚的氧化过程符合表观一级反应动力学.结合紫外-可见光谱法分析表明,聚吡咯通过与对苯二酚之间的氢键相互作用形成聚吡咯活性中间体,将对苯二酚氧化为对苯醌,聚吡咯具有氧化剂和催化剂的双重功能.     

热固性环氧树脂的合成与表征

以二乙烯三胺（DETA）、聚二胺基胍盐抗菌剂（PADG）和环氧树脂E-44为原料合成具有优良抗菌性能的环氧树脂。采用FT-IR、DSC、TGA和抗菌实验研究了该树脂的结构与性能。结果表明：该抗菌剂具有优良的热稳定性,能参与环氧树脂的固化反应。加入量不到1％就可使环氧树脂具有高效、持久、广谱的抗菌性,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到99．99％以上,同时保持了环氧树脂优良的力学性能。     

化学键合法制备长效抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯材料及其性能

通过化学反应将抗菌剂聚六亚甲基盐酸胍(PHMG)键合到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基体上,制得抗菌剂质量分数为15%的PET抗菌母料(PET-g-PHMG),PHMG与PET的键合效率达93.7%.透射电子显微镜(TEM)结果表明,化学键的键合作用提高了PHMG与PET的相容性,使得极性的PHMG以纳米尺寸均匀分布在PET-g-PHMG中.在PET基体中添加少量PET-g-PHMG,可制成不同抗菌剂含量的PET样品,抗菌母料PET-g-PHMG的添加可抑制PET基体的降解,提高抗菌PET样品的特性黏度.所得抗菌PET样品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均在99%以上,即使反复水洗,抗菌性能也无明显降低.该抗菌PET样品具有良好的可纺性,通过熔融纺丝可以制成抗菌PET纤维,其抗菌性能具有耐水洗性,抗菌动力学测试结果表明,该抗菌PET样品对革兰氏阴性和阳性细菌还具有较快速的杀灭作用.     

聚吡咯-分级多孔碳纳米复合材料的制备及其电化学性能

以空心介孔硅球为模板,酚醛树脂乙醇溶液为碳源制得了分级多孔碳(HPCs).以酸化处理后的HPCs为载体、对甲苯磺酸(p-TSA)为掺杂剂、三氯化铁(FeCl3)为氧化剂,通过原位化学氧化聚合法制备了聚吡咯-分级多孔碳(PPy-HPCs)纳米复合材料.采用场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FT IR)、恒流充放电、循环伏安以及交流阻抗等测试技术对复合材料进行了形貌结构和电化学性能的研究.结果表明:聚吡咯成功地包覆在HPCs的表面,随着聚吡咯含量的增加,复合材料的比容量呈现先增大后减小的趋势.当聚吡咯的质量含量为34.9％时,复合材料在电流密度为0.1 A/g时达到最大比容量(316 F/g),在1 A/g的电流密度下循环1 000次后,比容量保持率为95.8％,聚吡咯的引入有效地提高了HPCs电极材料的电化学性能.     

MgAlZnFe-CO3 LDHs对PBS膨胀阻燃体系性能的影响

采用恒定pH值共沉淀法在自制反应器中合成了不同原料配比的碳酸根型镁铝锌铁层状双羟基金属氧化物（MgAlZnFe-CO₃ LDHs）,并通过熔融共混MgAlZnFe-CO₃ LDHs、聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺（MA）和全降解材料聚丁二酸丁二醇酯（PBS）制备出PBS膨胀阻燃材料. 采用傅里叶红外光谱（FTIR）、热失重（TG）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及元素分析（ICP）对MgAlZnFe-CO₃ LDHs进行了表征,并对PBS膨胀体系进行了力学性能和阻燃性能等测试. 结果表明,当Mg²⁺,Zn²⁺,Al³⁺和Fe³⁺的摩尔比为9：3：3：1时,合成的MgAlZnFe-CO₃ LDHs热稳定性最好,晶态结构规整,呈形貌规则的六边形片状;当MgAlZnFe-CO₃ LDHs的添加质量分数为1%时（阻燃剂的总添加质量分数为20%）时,PBS膨胀阻燃体系的极限氧指数（LOI）达到35%,垂直燃烧测试达到UL-94 V-0级别,力学性能得到较大改善. 实验结果表明,低添加量的MgAlZnFe-CO₃ LDHs与膨胀阻燃剂（IFR）协效阻燃PBS,一方面能够改善膨胀阻燃剂恶化PBS力学性能的现象,另一方面协同效应能够明显提高PBS的阻燃性能.     

聚吡咯纳米颗粒的静态法合成及表征

在无模板、无表面活性剂条件下,采用静态化学氧化聚合法合成了高聚合产率(93%)聚吡咯纳米颗粒.以红外光谱、广角X射线衍射、四探针仪、扫描电子电镜和透射电子显微镜对聚吡咯的结构、电性能和形貌进行了表征.并研究了搅拌条件、氧化剂种类、过硫酸铵/吡咯摩尔比、聚合反应温度和反应介质对聚吡咯纳米颗粒的粒径、形貌的影响.结果发现,聚吡咯纳米颗粒的尺寸随聚合反应条件的变化而改变.在静态条件下,以过硫酸铵为氧化剂、过硫酸铵/吡咯摩尔比为0.25,于0℃冰水浴中有利于获得聚吡咯纳米颗粒.透射电子显微镜的结果表明以过硫酸铵/吡咯摩尔比为0.25,于0℃下1.0mol/LHCl水溶液介质中可以聚合得到直径为43nm、颗粒大小均匀的球形聚吡咯纳米颗粒.盐酸掺杂聚吡咯纳米颗粒的室温电导率可达5.5S/cm.     

通过正离子聚合原位制备聚谷氨酸苄酯-g-(聚四氢呋喃-b- 聚异丁烯)/银纳米复合材料及其性能研究

采用烯丙基溴官能化聚异丁烯/高氯酸银体系引发四氢呋喃活性正离子聚合制备聚谷氨酸苄酯-g-(聚四氢呋喃-b-聚异丁烯)/银纳米复合材料(PBLG-g-(PTHF-b-PIB)/Ag).研究接枝密度对该纳米复合材料表面组成、形貌及自组装行为的影响,进一步探究纳米复合材料中银的含量、分布、晶型及存在形态,以布洛芬(IBU)作为模拟药物,研究接枝共聚物中接枝密度和平均支链长度对纳米复合材料载药释药行为的影响,通过抑菌圈法和MTT法研究纳米复合材料的抗菌性和细胞毒性.结果表明:通过烯丙基溴官能化聚异丁烯大分子引发四氢呋喃活性正离子开环聚合,可以原位制备不同接枝密度和不同平均支链长度的PBLG-g-(PTHF-b-PIB)/Ag纳米复合材料,其中银的质量含量在0.25%~3.9%之间,与其理论含量基本相吻合,银颗粒以聚集体形态存在,尺寸为5~10 nm,晶型为面心立方结构;该纳米复合材料在四氢呋喃/正己烷(4/1,V/V)混合介质中自组装形成胶束,胶束数目随接枝密度增加而减少,但尺寸增大;随接枝共聚物中接枝密度和纳米银含量增加,纳米复合材料的疏水性增加;随接枝共聚物中接枝密度增加,纳米复合材料表面形貌可由球形结构逐渐转化为双连续相结构;纳米复合材料的载药微球可以通过接枝共聚物中主链PBLG的空心螺旋结构、酰胺键及PTHF支链的醚键结构显示三重载药特性,载药量和累积释药量均随着接枝共聚物中接枝密度或PTHF链段长度增加而增加,且在37oC下的释药率是25oC下释药率的3倍左右.该纳米复合材料的抗菌性能随纳米银含量增加而增加,当纳米银含量为1.48%时,该纳米复合材料1周后细胞存活率为97.7%,即无细胞毒性.     

纳米结构聚吡咯构建的生物传感器

本文总结了纳米结构聚吡咯对生物分子的固定方法如吸附法、电化学聚合包埋法、共价键偶联法以及分子印迹法,重点评述了基于纳米结构聚吡咯的电流型生物传感器,如酶、核酸、免疫传感器等的工作原理和探测性能.指出聚吡咯纳米敏感材料优良的选择透过性和高比表面积有利于生物分子的固定,提高了生物传感器的敏感度;聚吡咯良好的生物相容性和抗干扰性,可以很好地保持生物分子的活性,提高生物传感器的选择性和环境稳定性;聚吡咯与其它敏感材料如碳纳米管或金属纳米粒子复合,两者的协同效应使电极的电化学信号放大、电催化活性可提高2～4个数量级.检出限最高可提升5万倍;聚吡咯纳米生物传感器在生物医学工程、临床诊断、环境监测、食品卫生和科学等领域展现出广阔的应用前景.     

离子液体中纤维素/纳米层状ZnO复合抗菌纤维的制备及性能

以表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)为模板,Zn(NO_3)_2·6H_2O和NaOH为锌源和沉淀剂,通过改进的模板法在温和条件下制得纳米层状ZnO.以离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)为溶剂,木浆纤维素和纳米层状ZnO为原料,采用溶液共混方法,通过干湿法纺丝制备了ZnO质量分数分别为3%,5%,7%及9%的纤维素/ZnO纳米复合纤维.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电子显微镜(SEM)及热重分析(TG)等方法对纳米层状ZnO及纤维素/ZnO复合纤维进行了表征,并探讨了ZnO的加入对复合体系流变性的影响,同时对复合纤维进行了力学和抗菌性能测试.研究结果表明,所制备氧化锌纯度高,且呈现出重复周期为3.58 nm的层状结构,抗菌性能优异.纳米层状ZnO的加入提高了纤维素纤维的热稳定性和机械强度,同时赋予纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性.ZnO片层被纤维素链剥离,并均匀分散于纤维素/ZnO复合物中.ZnO的加入增大了纤维素溶液的黏度,当ZnO含量达到5%以上时,在整个频率范围内,弹性模量大于损耗模量,纳米粒子可稳定悬浮.     

太阳光下聚吡咯敏化TiO_2复合微粒的光催化性能

采用原位化学氧化聚合方法制备了聚吡咯敏化TiO2复合材料.通过FTIR、漫反射和荧光发射光谱等技术对复合材料进行了表征.在太阳光下,用苯酚水溶液光催化降解研究了复合材料的光催化性能,考察了吡咯与TiO2摩尔比对复合材料光催化性能的影响.结果表明,复合材料中聚吡咯和TiO2之间存在较强的相互作用力,聚吡咯的敏化拓宽了TiO2的光响应范围,促进了光生载流子的分离,从而使复合材料具有较高的催化活性.在太阳光下复合材料的光催化活性优于TiO2,当吡咯与TiO2的摩尔比为0.02时,复合材料的催化活性达到最佳,并可重复使用多次.     

氢键诱导的聚吡咯/苯磺酸功能化多壁碳纳米管的制备及其电化学行为

采用原位芳基重氮化反应对碳纳米管进行苯磺酸功能化, 进而制备了聚吡咯/苯磺酸化碳纳米管复合材料(PPy/f-MWCNTs), 通过透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)测试发现, 氢键诱导使聚吡咯成功地包覆在碳纳米管表面. 循环伏安和恒流充放电测试结果表明, 复合材料具有良好的电化学电容性能, 当聚吡咯与苯磺酸化碳纳米管质量比为1:1时, 复合材料在1.0 A·g-1的电流密度下的比容量达266 F·g-1, 而且聚吡咯利用率比未功能化聚吡咯/碳纳米管(PPy/p-MWCNTs)和纯聚吡咯(PPy)提高了1倍以上.     

电化学混合电容器用新型聚吡咯/介孔碳纳米复合电极

采用介孔碳CMK-3作为载体,通过化学原位聚合的方法制备出一种新型的聚吡咯/介孔碳(PPy-CMK-3)纳米复合材料.将该纳米复合材料作为正极,配以介孔碳CMK-3为负极和1.0mol·L-1NaNO3中性电解液,组装成为电化学混合电容器.电化学测试表明:在5.0mA·cm-2电流密度和1.4V充放电电位条件下,其放电比容量达57F·g-1,电容器功率密度为2.5×102W·kg-1,能量密度达17Wh·kg-1.当电流密度从5.0mA·cm-2增加至50mA·cm-2时,电容器的容量保持率在80%以上,显示高倍率充放电特性优异.此外,聚吡咯-介孔碳/介孔碳电化学混合电容器易活化,并具有优异的充放电效率和良好的循环稳定性能.