羊毛纤维接枝季铵盐的化学改性及其抗菌性能研究

通过化学引发接枝的方法,以含季铵基的烯类单体接枝羊毛纤维,制备了一类抗菌羊毛纤维。探讨了反应体系pH值、引发剂浓度、反应时间、温度、单体浓度和浴比等因素对羊毛纤维接枝率的影响,并优化了接枝工艺。其中,单体浓度、化学引发剂过氧化氢与抗坏血酸的浓度是影响羊毛纤维接枝率的关键因素。高单体浓度在增大接枝率的同时,还形成了大量的均聚物;而高过氧化氢浓度在促进接枝的同时,会造成了羊毛纤维的降解。接枝羊毛纤维的抗菌性能及耐洗涤性能测试表明,接枝率大于4%的羊毛纤维具有良好的抗菌性能,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抗菌率均大于99.9%;抗菌羊毛纤维经20次洗涤后,仍能保持良好的抗菌性能。     

硅胶接枝新型长链季铵盐抗菌材料制备及其抗菌性能

硅胶接枝季铵盐;水不溶抗菌材料;聚乙烯亚胺;抗菌机理     

溶菌酶在羊毛表面的静电自组装固定化及其抗菌性能

通过层层静电自组装法将溶菌酶和聚苯乙烯磺酸钠(PSS)交替沉积在羊毛纤维表面, 赋予其抗菌性. 应用扫描电镜(SEM)考察组装后纤维表面形态, Zeta电位、染色、溶菌酶活性测试研究纤维表面组装机制并考察改性羊毛抗菌效果. SEM结果表明组装后纤维表面粗糙, 部分凹槽被填埋, 证明溶菌酶/PSS自发组装到纤维表面. 表面电位、染料上染量、溶菌酶活力随纤维表面沉积物质不同, 均呈现明显的“层层交替振荡”现象, 证实了组装后纤维表面电荷的交替变化|织物紫外线透过率随组装层数增加呈近似线性降低, 表明溶菌酶在羊毛表面实现了多层组装, 揭示了羊毛纤维表面抗菌功能涂层的层层静电自组装构筑机制. 同时, 组装层数增多, 溶菌酶活性逐渐增大. 载酶羊毛抗菌率达到91.7%, 具有良好的抗菌性能.     

Fe3O4/PEI/GO复合材料的制备及其吸附效果研究

以氧化石墨烯(GO)和聚乙烯亚胺(PEI)为反应物,采用共混法制备PEI/GO,然后将Fe_3O_4纳米颗粒分散沉积到PEI/GO表面,得到了复合材料Fe_3O_4/PEI/GO。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等方法对该材料进行表征,并研究了其对Cu~(2+)的吸附性能。结果表明,PEI与GO的羧基反应生成了酰胺键,Fe_3O_4成功沉积在GO表面,GO层状结构的规整性被破坏。Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型能更好地拟合Cu~(2+)在Fe_3O_4/PEI/GO表面的吸附过程,说明该吸附主要受化学作用控制,可能是Fe_3O_4/PEI/GO表面的胺基、羧基、羟基等活性基团与Cu~(2+)发生了离子交换或络合反应所致。     

季铵化聚乙烯亚胺的抗菌性能研究

采用叔胺化反应与季铵化反应两步高分子反应过程,制备了季铵化的聚乙烯亚胺(QPEI);以大肠杆菌(E.coli)为致病菌体,重点研究了高分子季铵盐QPEI的抗菌活性;采用平板活菌记数法考察了季铵化度及pH值等因素对其抗菌性能的影响规律;并采用β-半乳糖苷酶活性测定法,研究了QPEI的抗菌机理.研究结果表明,QPEI具有很强的抗菌能力,对浓度为109CFU/mL的菌悬液,在药剂量为15mg/L、接触时间为4min的条件下,杀菌率可达100%;QPEI的季铵化度对其抗菌性能影响很大,季铵化度越高,抗菌性能越好;在一定的pH值范围内,pH值越高,抗菌性能越好.β-半乳糖苷酶活性测定结果表明,QPEI的抗菌机理是基于杀菌过程,而不只是抑菌作用.     

Ag/Fe_3O_4/rGO纳米复合材料的制备及抗菌性能

以四水合氯化亚铁和硝酸银为原料,硼氢化钠为还原剂,氧化石墨烯(GO)为载体,通过原位还原法制备了具有磁分离功能的银/四氧化三铁/还原氧化石墨烯(Ag/Fe_3O_4/rGO)纳米复合抗菌材料.采用X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、透射电子显微镜(TEM)等对复合材料进行了表征.结果显示,Fe_3O_4和Ag纳米颗粒均匀分布在rGO片层上.复合材料的饱和磁化率(Ms)为40.5 A·m~2·kg·(-1),表明其具有较强的磁性,将其与菌液混合后,在磁场作用下10 min即可吸附沉降完成磁分离.以大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)为实验菌株,通过琼脂扩散法评价了复合材料的抗菌性能.结果表明,该复合材料具有良好的抗菌效果,对E.coli和S.aureus的抑菌圈直径分别为18 mm和13 mm,最低抑菌浓度值(MIC)分别为50 mg/L和80 mg/L,最低杀菌浓度值(MBC)分别为30 mg/L和50 mg/L.     

阻燃超疏水棉纤维的制备及性能

将氢氧化镁(Mg(OH)₂)凝胶沉积到棉纤维上,以提高棉纤维表面粗糙度和阻燃性能,随后将含有Mg(OH)₂的棉纤维浸渍到聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液,获得阻燃超疏水棉织物。 并对棉纤维进行了傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、疏水性、热稳定性、阻燃性能和耐久性测试。 结果表明,Mg(OH)₂负载到织物上,使得织物表面具有一定的微/纳米结构,形成了粗糙涂层。 当Mg(OH)₂浓度为1.0 mol/L时,Mg(OH)₂/PDMS改性的织物接触角(CA)可达158°,极限氧指数(LOI)提升至24.5%,导热系数为0.0525 W/(m·K), 具有超疏水和阻燃性能。 整理后织物经过20次洗涤,100次磨擦,极端条件处理后,CA仍大于150°,LOI值高于23%,显示了较好的耐久性。     

磷化淀粉的合成及其与聚磷酸铵协效阻燃聚乳酸的性能研究

利用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和马来酸酐(MA)对淀粉进行改性得到磷化淀粉(DOPOMASt),通过红外光谱(FTIR)、核磁共振谱(1H-NMR)和X射线光电子能谱(XPS)确定其结构.利用DOPOMASt作为碳源,与聚磷酸铵(APP)复配后通过熔融共混制备了阻燃聚乳酸(PLA)...     

石墨烯/锌铁氧体复合物的制备及抗菌性能

用氧化还原法和化学共沉淀法分别制备了石墨烯(GE)和石墨烯/锌铁氧体(GE/ZnFe2O4)复合物,通过现代测试技术表征了样品的物相结构、组成和微观形貌.以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌为测试菌种,分别对样品的抗菌性能进行了研究.结果表明,样品的抗菌活性受GE/ZnFe2O4复合物中GE和ZnFe2O4质量比(mG/Z)以及菌种的影响,其中mG/Z=0.4的复合物对三种菌均有较好的抗菌效果,其最小抑菌浓度分别为25、25和12.5μg/mL;复合物对白色念珠菌的抗菌效果最好,这与菌种的结构有关.此外,对样品的抗菌机理进行了详细研究.     

聚磷酸铵-苯并噁嗪微胶囊的制备及其对环氧树脂燃烧性能影响

以多聚甲醛、丙烯胺、苯酚为原料,通过Mannich反应合成烯丙基型苯并噁嗪单体(Bala),并通过核磁共振氢谱(~1H-NMR)确定了其化学结构.将Bala在聚磷酸铵(APP)原位开环聚合后,制备APP微胶囊(BMAPP).傅里叶变换红外(FTIR)和静态接触角测试表明,Bala在APP表面成功聚合,并有效提高APP的疏水性,与纯APP相比,BMAPP的接触角从10.8°提高到了71.3°.将BMAPP添加到环氧树脂(EP)中,制备EP/BMAPP复合材料.通过热重分析仪(TGA)、垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数(LOI)、锥型量热仪(CONE)和动态热机械分析仪(DMA)对EP和EP/BMAPP的热性能以及燃烧性能进行对比分析.结果显示,10%的BMAPP的成炭效果最佳,有良好的阻燃性能,可使EP的LOI值从22.6%提高到33.6%,并通过UL-94 V-0级,600°C下残炭率达26.3%.同时,BMAPP可大幅度降低EP燃烧过程中烟密度和热释放速率,提高EP的玻璃化转变温度(T_g).BMAPP/EP-10%中,PBala和APP协同后使EP热释放速率峰值(PHRR)由1247 kW·m~(-2)降低到434 kW·m~(-2),生烟速率(SPR)降低67%左右,T_g从169°C提高到了173°C.     

表面化学接枝改性阻燃棉织物的制备与性能

采用高碘酸钠对棉织物表面进行选择性氧化生成醛基,选取乙二胺与醛基反应,通过膦氢化加成反应将阻燃剂亚磷酸二甲酯接枝到棉织物表面,最后通过三羟甲基三聚氰胺对棉织物表面进行接枝改性,制备了含三羟甲基三聚氰胺/乙二胺/亚磷酸二甲酯阻燃棉织物.通过傅里叶红外光谱（FTIR）对改性后棉织物的结构进行了表征,通过极限氧指数（LOI）测试研究了其阻燃性能,通过锥形量热测试研究了其燃烧行为,通过在40℃皂水中洗涤10次考察了其耐水性能,通过扫描电子显微镜测试了其表面及燃烧后炭层的形貌.研究结果表明,经表面改性后,棉织物的LOI值由（19.5±1.0）%提高到了（43.1±1.0）%,经耐水洗测试后,LOI值仅下降至（42.6±1.0）%,保持了非常好的阻燃性能,表明通过表面接枝方法制备的三羟甲基三聚氰胺/乙二胺/亚磷酸二甲酯阻燃棉织物具有非常好的耐水洗性能.表面阻燃改性提高了棉织物在燃烧过程中的成炭性能,形成的连续膨胀的炭层较好地保护了内部织物,抑制了织物的降解和燃烧,从而提高了棉织物的阻燃性能.     

苯基次磷酸盐离聚物/聚磷酸铵协效阻燃增韧改性聚乳酸

通过将双端羟基的聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)预聚物以及苯基次磷酸离子盐扩链得到一种含苯基次磷酸盐的离子共聚物,将其与聚磷酸铵(APP)复合用于协同改性聚乳酸,离聚物中苯基次磷酸盐结构与APP具有优异的协同阻燃PLA的作用,同时该离聚物中PLA与苯基次磷酸盐结构有效提升了APP在PLA中的分散能力,最后该离聚物中PCL柔性链段有效改善了PLA的韧性,最终得到更高效阻燃性能且韧性也较好改善的PLA/PCLA-PIU/APP复合材料.一方面,离聚物中苯基次磷酸盐结构与APP协同有效促进了PLA的成炭,形成更连续致密的炭层从而阻隔可燃气体的释放,达到更好的阻燃效果.锥形量热、残炭的扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、拉曼光谱等测试证实了这一结果,与纯PLA以及仅使用APP的PLA/APP相比,PLA/PCLA-PIU/APP的热释放速率与总热释放均降低,同时残炭的石墨化程度更高,形成了更为致密的炭层.另一方面,力学性能测试结果表明,离聚物中PCL柔性链段的存在使得与APP复合改性后的PLA的韧性相比纯PLA和PLA/APP有较大的提升;SEM测试表明,离聚物中PLA与苯基次磷酸盐结构起到增容作用,提升了APP在PLA中的分散性.     

阻燃剂的复配协效技术及纺织品的阻燃整理

环保型纺织品阻燃剂对人体和环境危害较小,符合绿色发展的理念.传统的阻燃剂如卤素阻燃剂阻燃效率较高,但在使用时会释放大量有毒及腐蚀性气体.氮系、磷系、硼系、硅系等阻燃剂在单独使用时,阻燃效果并不理想,而且成本高,因此需与其它阻燃剂复配协效使用才能达到阻燃效果.复配协效技术避免了使用单一阻燃剂的缺陷,综合了各种阻燃剂的优势...     

咔唑-磷酸酯阻燃剂的合成及阻燃聚碳酸酯应用

聚碳酸酯作为一种重要的有机高分子材料,被广泛应用于汽车装饰、电子电器和生活日用品生产中,由于聚碳酸酯自身阻燃性能级别低,因此在实际应用中必须进行阻燃处理.本文针对聚碳酸酯的阻燃需求,设计合成了结构新颖的咔唑-磷酸酯阻燃剂,测试结果显示该阻燃剂具有良好的阻燃性能,能够作为聚碳酸酯阻燃材料使用.     

Flame retardant performance of carbonaceous nanomaterials on polyester fabric

Flame retardants (FRs) are applied to select consumer products such as baby clothing, construction materials, electronics and furniture upholstery to slow or prevent fire ignition or growth by physical/chemical mechanisms. The most commonly used FRs have historically been halogenated molecules. However, their bioaccumulation in mammals has been investigated, leading to some of them to be banned. As an alternative FR, this study investigated the potential of carbonaceous nanomaterials (CNMs) such as carbon nanotubes (CNTs) and graphene oxide (GO) coating material on polyester fabric. CNMs mass loadings on fabrics were verified by programmed thermal analysis (PTA) and tested for flame retardancy using a new assessment approach based on National Fire Protection Association (NFPA) method 705. Compared with traditional FRs, select CNMs showed similar flame retardancy at lower mass loadings. The oxygen content of CNMs, as measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), emerged as a critical parameter with higher oxygen content resulting in reduced flame retardancy of the coating. Non nano-sized carbonaceous materials such a carbon black did not exhibit the same flame retardant properties as CNMs. Multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and amine functionalized multi-walled carbon nanotubes (e.g., NH₂-MWCNT) required significantly lower mass loadings to achieve flame retardancy similar to traditional FRs and hence are promising alternatives that warrant further investigation.     

聚磷酸铵的疏水改性及聚丙烯阻燃性能

首先以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对聚磷酸铵(APP)进行表面化学修饰,然后用水解后的正硅酸四乙酯在其表面引发原位聚合,最后用十七氟癸基三乙氧基硅烷(氟硅烷)进行外表面修饰,制备了疏水聚磷酸铵(M-APP).M-APP的静态接触角为134°,表明M-APP具有很好的疏水性.通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对M-APP的结构及表面元素进行分析,结果表明,M-APP即为目标产物.将M-APP与三嗪成炭发泡剂(CFA)以质量比4∶1复配制备改性膨胀型阻燃剂(M-APP/CFA),并添加到聚丙烯(PP)中,制备阻燃PP(PP/M-APP/CFA).通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)研究了其阻燃性能,用热重分析(TGA)研究了材料的热降解行为,通过耐水测试研究了耐水性能,通过拉伸、弯曲和冲击强度研究了材料的力学性能,通过扫描电子显微镜(SEM)研究了改性膨胀型阻燃剂与聚合物的相容性.结果表明,当m IFR的添加量为23%时,PP/M-APP/CFA通过UL-94 V-0级,LOI值达到30.8%,且经过耐水测试后,依然能通过UL-94 V-0级,PP/M-APP/CFA的失重率仅为0.92%.在相同实验条件下,由APP制备的PP/M-APP/CFA材料在耐水测试后UL-94测试无级别,失重率达2.45%,表明APP的表面疏水改性大大提高了PP/M-APP/CFA材料的耐水性能.M-APP/CFA的加入提高了材料的热稳定性及成炭性能,燃烧时形成的膨胀炭层能很好地保护内部材料的降解和燃烧,从而提高了材料的阻燃性能.APP的改性提高了M-APP/CFA与PP的相容性,从而提高了材料的力学性能.     

Synthesis of Novel Arginine-Based Flame Retardant and Its Application in Lyocell Fabric

Lyocell fabrics are widely applied in textiles, however, its high flammability increases the risk of fire. Therefore, to resolve the issue, a novel biomass-based flame retardant with phosphorus and nitrogen elements was designed and synthesized by the reaction of arginine with phosphoric acid and urea. It was then grafted onto the lyocell fabric by a dip-dry-cure technique to prepare durable flame-retardant lyocell fabric (FR-lyocell). X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis demonstrated that the flame retardant was successfully introduced into the lyocell sample. Thermogravimetric (TG) and Raman analyses confirmed that the modified lyocell fabric featured excellent thermal stability and significantly increased char residue. Vertical combustion results indicated that FR-lyocell before and after washing formed a complete and dense char layer. Thermogravimetric Fourier-transform infrared (TG-FTIR) analysis suggested that incombustible substances (such as H₂O and CO₂) were produced and played a significant fire retarding role in the gas phase. The cone calorimeter test corroborated that the peak of heat release rate (PHRR) and total heat release (THR) declined by 89.4% and 56.4%, respectively. These results indicated that the flame retardancy of the lyocell fabric was observably ameliorated.     

无卤磷系阻燃聚合物研究进展

无卤磷系阻燃聚合物燃烧时低烟无毒,对环境污染少,阻燃剂含量较少就能达到好的阻燃效果,且对聚合物材料的各种性能影响甚微,因而无卤磷系阻燃聚合物得到广泛的应用。文中在参考了大量文献的基础上,对无卤磷系阻燃聚合物的合成、结构、性能及应用做了详细的介绍和论述,并展望了无卤磷系阻燃聚合物的发展方向和前景。