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纳米氧化锌抗菌塑料性能研究
卢焱林(汕头市彩虹塑料纤维母柆厂,广东汕头515000)
摘要:本文以聚丙烯为載体,制备了以纳米氧化锌为抗菌分析
剂的抗菌塑料,并以カ学性能测试仪,XRD和SEM等对其机械
1.4.4机械性能测试
性能,结晶性能,相容性进行了测试,同时测试其对金黄葡蒟球
按GBT1(6421-93塑料拉伸性能小试样试验方法,用力学
菌和大肠杆菌的抗菌能力。测试结果表明:纳米氧化锌作为抗试验机进行拉伸力学性能测试。
简剂有较好的抗菌能力,机械性能稍有提高,结晶度略微下降。2.结果与讨论
关键词:抗菌塑料;纳米氧化锌;性能
2.1抗菌性能測试
生活中,人们不可避免地要接触到各种各样的细菌、真菌,
纳米氧化锌的抗菌性能测试结果如
病蒜等微生物。其中各种有害微生物的传播和薹延严重威胁
表1PPZ02抗菌测试结果
着人类的健康。据统计,全世界1995年死亡5200万人,其中因
微生物测空白对照样菌数(抗茵材料菌数(cu
微生物传染引起的死亡为1700万人,约占13。20世纪80年代
试
抗菌率(%)
cfu/cm
cm)
初,国外开始进行抗菌材料的硏究。欧美主要硏究有机抗菌
大肠杆菌
8.2本109
1.7*10
97.92
剂,到日前为止主要应用于普通日用品和玩具中;日本在抗菌「金黄葡球
9.8*10°
1.3+10)
领域中的材料制备和应用性能研究是最为发达和成熟的,主要
集中硏究银系无机抗菌剂,其进展速度飞快。在抗菌材料所用
从表1可以看出,纳米氧化锌的抗菌效果十分明显,这说明
的抗菌剂中,银系抗菌剂占着十分重要的位置。但是由于银系在PP中添加纳米氧化锌作为抗菌剂是可行的,具体添加比例可
抗菌剂本身存在容易变色,银离子溶出帯来安全问题等一些缺再进行试验确定优化。
点,同时价格比较昂贵,这使它的应用受到一定的限制。因此,2.2相容性测试
本文应用氧化锌作为抗菌剂(无色无毒稳定便宜),研究其和聚图1纳米氧化锌抗菌塑料的冲断界面扫描电镜照片(放大1000倍和
丙稀混合制成的抗菌塑料的抗菌性能、机械性能、结晶性能
5000倍
2
1实验部分
1.1材料
聚丙烯:牌号1500,韩国现代石油化工公司,注塑级,熔
体流动速率12,密度0.9g/em。抗菌剂(纳米氧化锌):市购。
1.2主要设备
40型双螺杆挤出机,南京鼎天机械制造有限责任公司;
HDE48注塑机,宁波市海达塑料机械有限公司;H10K-S力学
性能测试仪, Hounsfield试验设备有限公司:JSM-6360.A扫描
电镜,日本电子株式会社;D8 ADVANCE X射线衍射仪,
PPZ02
PPZ03
Bruker公司
图2各样品的X射线衍射图谱
1.3试样制备
1400
将纳米氧化锌分別按0份,1份,2份,3份的比例添加到聚
丙烯中,经高速混合机混合3分钟,然后用双螺杆挤出机造粒,
加工温度100℃,180℃,190℃,190℃,190C,190℃,180C,转速
300。制备得样品分别为PPPP∠01,PP∠O2,PP∠03。最后再把
Un
样品用注塑机制成测试样条。
1.4性能测试
P201
1.4.1抗菌性能测试
将纳米氧化锌抗菌PP制成测试样品后,委托广东省微生物
ん_Pz2
分析检测中心检测,测试菌种为大肠杆菌和金黄葡萄球菌。
人んA
PPZ03
1.4.2相容性测试
使用日本电子株式会社的JSM-6360LA扫描电镜对沖断样
2theta/dec
条的断口进行观察
可以看出,纯PP的断面不是很平整,有比较明显的屈服拉
1.4.3结晶分析
伸韧性断裂现象,而添加纳米氧化锌后,断面比较平整,屈服现
使用 bruker公司的D8 ADVANCE X射线行射仪进行结晶象不明显,呈现一定的脆性断裂。从5000倍的照片来看,Zn0
76「化2015年2月
的分散均匀,粒子与树脂的结合紧密,没有空洞出现,这说明成空洞脱离,所以填充树脂的拉伸强度比纯树脂一般備低
ZnO与PP树指的相容性和分散性都比较好。
从表2的测试数据来看,加入纳米氧化锌以后,屈服应力立伸
2.3结晶分析
强度有了一定的提高,断裂伸长也有比较明显的提高,断裂应
表2根据衍射图谱计算的绝对结晶度(%
力稍微降低一点。其中以添加2份纳米氧化锌的样品的综合性
PPZO1
PP402
PPZ03
能最优。综合结品分析和相容性分析,这表明了纳米氧化锌与
53.266
44.205
43.976
42.920
PP的相互作用比较强,相容性较好,结晶速率较快,晶体粒径减
从表中可以看出:纯P是以@品型为主,含有少量β品的多小,机械性能得到一定的改善。
品样品。添加纳米氧化锌后则属于品。产生此现象的原因3结语
尚需进一步研究。而结晶度则随这ZnO的加入而降低。这是
纳米氧化锌对塑料有良好的抗菌能力,加入纳米氧化锌じ
由于纳米ZanO在PP中起到类成核剂作用,结晶速度加快,同时后会使聚丙烯的结晶度下降,拉伸强度和拉仲模量还有断裂伸
对P分子锥段的有序排列形成阻得,分子链运动空间械小,结长率都有一定的改善,综合以上分析,这应该是由于Zm0和P
晶度降低。
的良好相容性和它的成核作用和阻得作用多重影响的结果。
2.4机械性能测试
参考文献
表2纳米氧化锌抗菌塑料机械性能测试结果
]王志东,康桂芝,抗菌塑料的开发应用,聚氯乙烯,2001,
样品高服应カ「服伸长「拉伸強度「断裂伸长「断裂应力
(Mpa)
(MPA
(Mpa)
]季君晖,史维明,抗菌材料,化学工业出版社,2003年第
PP
37.08
7.02
62.9
PPZ01
37.84
37.84
64.3
20.17
31刘立敏,朱晓光,漆宗能,尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的
PPZ02
38.04
68,4
21.08
等温结晶动力学研究,高分子学报,19996,3,274-279
P13.736637-36,92.16
判叶春民,唐功本,刘景江,氧化钕充聚丙烯的等温结晶
通常情况下无机填料与树脂混合后会降低单位界面上树动力学研究,高分子学报,1996.4,2,178-182
脂的受力面积,特别在填料和树脂相容性较差的情况下容易形
(上接第75页)
5影响机理探讨
6.结语
1反应机理
通过以上实验,分析,可以判断使用甲醛法测定硝酸铵产
甲醛与铵盐反应,生成等当量的酸,包括氢离子和质子化品时,影响测定结果偏低的原因,并得出了解决方法,即可以用
的六次甲基四胺,如下式所示
蒸馏分离法脱除甲醛试剂中的甲醇,以消除此影响因素,但在
4NH4:+6HCHO=(CH2)aNAH+3H+6HAO??(
实际工作中应用此方法繁琐,不能快速的得到检验结果,在
六次甲基四胺是极弱的有机碱,它的存在使等当点时溶液厂品控流程化检验过