涂料文集
银粒子抗菌材料在涂料中的应用研究
摘要:以银粒子为抗菌剂制备聚氨酯抗茵涂料。讨论了银粒子的制备条件,及其加入聚氨酯涂料中的比例对涂料抗菌性能的影响。
关键词:抗菌剂;银粒子;抗菌涂料
随着人类对健康卫生的重视,与之朝夕相处 的居住环境也越来越受到人们的关注。保持环境无污染是阻止细菌、病毒侵袭人类切实可行的措 施,使用抗菌材料是实现环境无污染最简单有 效的方法。抗菌涂料可直接涂装在各种材料上, 因其使用方便而备受关注,开发具有抗菌功能的 涂料是涂料工业的发展方向之一。以银为代表 的无机系涂料用抗菌剂安全性较高,抗菌持续性好,制备容易,适用的菌种广,因而备受关注。
1 抗菌银粒子涂料的制备及检测
主要原料及试剂:硝酸银、氨水、双氧水、蛋 白冻、营养琼脂、牛肉浸膏、氯化钠、聚氨酯涂料。 主要仪器:扫描电镜、真空干燥箱、恒温器、恒温培养箱、恒温水浴锅、电动搅拌器、高压蒸汽灭菌锅、培养皿。
1 . 1 抗菌剂的制备
配制 3 种浓度 (0 . 2 mol / L 、 1 . 0 mol / L 、 1 . 5 mol / L) 的硝酸银溶液,分别量取 75 mL 放入不同的烧瓶中,再分别向烧瓶中加入 20 mL 的 28 %浓氨水搅拌,缓慢滴加 75 mL 浓度为 30 %的双氧水于其中,将其放 进恒温器,直至无气体放出,沉淀、过滤、蒸馏水洗涤后,在烘箱中烘干,即得单质银粒子。
1 . 2 抗菌性能的检测
物质表面分布微量的银能起到催化活性中心的作用。 粒子激活空气或水中的氧,产生羟基自 由基 ( · OH) 及活性氧离子 (O2 -) ,它们能够破坏微 生物细胞的增殖能力,抑制或杀灭细菌。为了检 测纳米银的抗菌性能,参考日本的行业标准,检测在 0 . 8 mg / mL 的条件下是否具有抑菌功能,具体实验方法如下:
称取制备的银粒子 8 mg 放入 10 mL 蒸馏水中,振荡并分散均匀。称取牛肉膏 3 . 0 g 、蛋白冻 l0 . 0 g 、氯化钠 5 . 0 g 加入盛有蒸馏水的大烧杯中,置电炉 上搅拌加热至牛肉膏、蛋白冻完全溶解后加入琼脂 20 g ,搅拌、加热至琼脂完全溶化,补水至 1 000 mL , 并调节 pH 值至 7 . 0 ~ 7 . 5 之间。用漏斗分装于 250 mL 锥型瓶中,塞好棉塞,扎紧,放入高压蒸汽灭菌锅 中灭菌备用。取稀释后的大肠杆菌菌液 0 . 2 mL 置于灭菌后的固体培养基平板上,用涂布棒涂布均匀,依次放入牛津杯,在牛津杯中加入含银粒子的 溶液,用陶瓷盖 ( 已灭菌 ) 盖好,放入 37 ℃ 的恒温培养箱中, 24 h 后测定试样周围抑菌圈的大小,以抑菌圈直径的平均值作为评价材料抗菌性能的依 据 此实验可以定性地表征材料的抗菌性,实验结 果见表 1 。
表 1 抑菌圈实验测试结果
从表 1 实验数据可以看出:硝酸银浓度为 1 . 0 mol / L ,反应温度为 0 ℃ 时制得的银粒子抗菌效果最佳。硝酸银浓度为 0 . 2 mol / L 时,制得的银粒子抗菌剂没有很好的抗菌效果,故不考虑该浓度的进 一 步实验。反应温度越低,抗菌效果越好,这是因为高温反应,晶粒容易长大,银粒子偏大,相应比表面积减小,抗菌效果也就减弱。下面将主要考察表 1 中 5 、 6 、 9 这 3 种情况下制备的银粒子按不同比例添加到涂料中的抗菌效果。
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