不同抗菌剂对浸渍薄木抗菌性能影响的研究

采用纳米TiO_2、载银纳米TiO_2、木聚糖和水溶性壳聚糖等抗菌剂,按不同质量分数均匀分散到薄木浸渍用三聚氰胺甲醛树脂中,用含有抗菌剂的三聚氰胺甲醛树脂浸渍薄木。通过单因素试验分析不同抗菌剂及其浓度对浸渍薄木抗菌性能的影响,结果表明:在无光照的条件下,载银纳米TiO_2的抗菌性能最优;在有光照的条件下,载银纳米TiO_2、小粒径纳米TiO_2(15nm)均具有良好的抗菌特性。综合抗菌性能和经济指标,在无光照或光照较弱的条件下可采用载银纳米TiO_2作为抗菌剂,生产三聚氰胺甲醛树脂浸渍薄木饰面抗菌木质地板等;在有光照的条件下,可优先选用小粒径纳米TiO_2作为抗菌剂,生产三聚氰胺甲醛树脂浸渍薄木饰面抗菌百叶窗等。     

各向异性纳米纤维素基水凝胶的制备及应用进展

纳米纤维素是天然一维纳米材料,具有高长径比、机械性能优良、独特的双折射效应等性质。基于纳米纤维素开发制备的各向异性水凝胶材料,表现出与皮肤、肌肉和软骨等天然组织相似的力学、光学、传质等性质的各向异性,在仿生工程、生物医学工程等领域具有优异的应用前景。围绕如何有效地利用纳米纤维素的自身结构特点开发高强度、功能性纳米纤维素基水凝胶,从制备方法、性质特征和应用3个角度,综述了近年来各向异性纳米纤维素基水凝胶的研究进展：系统总结了各向异性纳米纤维素基水凝胶材料自下而上和自上而下2种制备方法;重点阐述了其极高的力学强度、独特的双折射性质、可控的传质途径、各向异性导电、各向异性导热等优异特性;详细介绍了其在机械、显示、传感与生物医学等领域的应用情况。最后,根据各向异性纳米纤维素基水凝胶的研究进展,提出其探索低成本、简便的新型制备方法,提升其多功能性与构建其可预测的本构模型仍是各向异性纳米纤维素基水凝胶未来研究的重点。     

杉木地板表面抗菌处理的工艺

为防止细菌在地板的传播,通过在地板面漆中加入抗菌剂的方式来实现地板的抗菌功能。通过分析抗菌剂和分散剂的优选效果,以及抗菌性能的测试结果,优化杉木地板表面抗菌处理工艺。试验结果表明:纳米HTB-032型载银磷酸锆剂添加到杉木地板面漆中具有较好的抗菌效果,六偏磷酸钠可以提高纳米HTB-032型载银羟基磷酸锆钠米抗菌剂的分散效果。     

木质素交联共聚的抗紫外抗菌导电水凝胶及其压力传感性能

木质素作为植物中第二丰富的大分子,具有廉价易得、环境友好、生物相容性好、抗紫外和抗氧化等优异的特性。但是木质素作为造纸工业的副产品通常被当作废物丢弃或低值燃料处理,大大降低了木质素的利用价值,而利用木质素开发具有抗紫外、抗菌和导电特性的水凝胶却具有重要的研究价值。利用烯丙基缩水甘油醚将木质素进行醚化反应引入双键,合成可交联共聚的3-烯丙氧基-2-羟基丙基木质素(Lignin_AHP),再将Lignin_AHP与丙烯酸(AA)和两性离子单体甲基丙烯酸磺基甜菜碱(SBMA)进行交联共聚,构筑了具有抗氧化、抗紫外和抗菌性能的P(AA-co-Lignin_AHP-co-SBMA)水凝胶。研究了水凝胶的形貌、黏附性、导电性、抗紫外、抗氧化、抗菌等性能,探讨了其压力传感性能。研究表明,水凝胶的溶胀率随着SBMA含量的增加而提高,可达到360%;SBMA含量为2.24%质量分数水凝胶的压缩应力强度达到1.45 MPa,对木材的胶黏强度可达到3.5 MPa; SBMA含量为3.68%质量分数水凝胶的导电率达到22.5×10^-4     

纳米纤维素基水凝胶的制备及其在生物医学领域的应用进展

纤维素纳米晶体(cellulose nanocrystals,CNCs)和纤维素纳米纤维(cellulose nanofibrils,CNFs)具有独特的理化性质,例如,比表面积高(100 m2/g)、机械性能优越(弹性模量130～150 GPa)、密度低(低至1.6 g/cm3)、膨胀系数小(低至0.1×10-6/K)、生物相容性好、表面多羟基结构容易进一步修饰等,且原料易得、可再生和生物降解,是理想的先进功能材料构建砌块,已被证明是具有良好应用前景的生物基纳米材料。近年来,纳米纤维素基水凝胶引起了大量的关注,并且其在生物医学领域的应用得到了广泛研究。笔者主要综述了CNCs和CNFs基水凝胶的制备及其在生物医学应用的研究进展。首先介绍了制备CNCs基水凝胶的物理交联法和化学交联法,以及CNFs与金属离子交联、CNFs与聚合物交联两种制备CNFs基水凝胶的方法;其次重点介绍了CNCs和CNFs基水凝胶在药物递送、创伤敷料和组织工程支架中的应用;最后总结了CNCs和CNFs基水凝胶在生物医学领域的应用前景和面临挑战,并指明了CNCs和CNFs基水凝胶在生物医学领域研究的发展方向。     

纳米纤维素/聚丙烯酸⁃聚丙烯酰胺双网络导电水凝胶的合成与表征

将AA(丙烯酸)和AM(丙烯酰胺)单体通过自由基聚合及物理交联构建PAAAM(聚丙烯酸-聚丙烯酰胺)水凝胶的基本骨架,再将TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基)纳米纤维素-石墨烯(TOCN-GN)纳米导电复合物作为纳米增强相均匀分散到水凝胶基体中,通过Fe~(3+)物理交联水凝胶中的羧基形成离子配位键,建立更加紧密的交联网络,合成双重物理交联TOCN-GN/PAAAM复合水凝胶。TOCNs起到了纳米增强和协助分散GN的双重作用,而GN在提高力学性能的同时,也赋予水凝胶优异的导电性能。通过对复合水凝胶的化学结构、微观形貌、力学强度和导电性能等分析发现:当TOCNs的质量分数为2.0%,GN的质量分数为0.7%,Fe~(3+)浓度为0.10 mol/L时,导电水凝胶的综合性能最佳,如良好的抗压强度(2.15 MPa)、可拉伸性(当断裂伸长率为568.4%时,拉伸应力到达132.0 kPa)、优异的自恢复性能和抗疲劳能力(60 min内恢复效率高达92.1%)。由于GN和Fe~(3+)的存在,TOCNs可协助GN形成良好的导电通路,电导率可达2.49 S/m。此类复合导电水凝胶有望在可穿戴传感设备领域得以应用。     

用于冰箱门封条的抗菌塑料

抗菌冰箱门封条,是为有效减少冰箱门封条的带菌,有效避免污染储藏食品而研制的杀菌效果好的长效抗菌塑料。 它主要是在塑料中添加由无机纳米载带银离子的杀菌剂。包括塑料母体和抗菌剂。由于本杀菌剂采用无机纳米作为载体,因而载体的比表面积更大,可使银离子杀菌剂在载体上分布更均匀,从而提高杀     

叔丁醇冷冻干燥法制备纳米纤维素气凝胶

以纳米纤维素为原料,采用"CaCl_2溶液促进物理凝胶法"制备水凝胶,选用叔丁醇溶液为置换溶剂并采用"多步法"完成溶剂置换,最后通过冷冻干燥法制备纳米纤维素气凝胶。通过扫描电子显微镜(SEM)、全自动比表面积与孔隙度分析仪和热重分析仪(TG)对所制备的纳米纤维素气凝胶进行微观形貌、比表面积、孔径分布及热稳定性进行表征分析。结果表明:叔丁醇冷冻干燥法制备的纳米纤维素气凝胶是具有层状的以中孔和大孔为主的多孔材料,其比表面积可达174.3 m2/g,收缩率仅为7.86%,平均孔径约为18.4 nm。随着纤维素质量分数的增加,纳米纤维素气凝胶的吸附量和比表面积增大,孔隙度增加,收缩率逐渐减小;纳米纤维素气凝胶具有与微晶纤维素和纳米纤维素相似的热稳定特性。CaCl_2溶液通过改变原始溶胶体系的电荷分布而使粒子更易相互靠近聚集形成凝胶,落入其中的纳米纤维素颗粒会保持其落入瞬间的完整状态。     

半纤维素基功能材料的研究进展

综述了近年来半纤维素基功能材料包括半纤维素膜、水凝胶、吸附材料、医用材料和催化剂载体的研究进展,并对其未来应用前景进行了展望。半纤维素膜可以作为包装材料和食品包覆膜,但要解决其强度和韧性低的问题;半纤维素水凝胶可以采用物理和化学交联的方法制备,在医药和环境等领域具有较好的应用前景,但要解决化学交联水凝胶生物相容性较差及物理交联水凝胶强度不够等问题;此外,半纤维素还可以作为吸附材料用于废水和空气净化,作为医用材料用于药物缓释和抗菌,作为催化剂载体用于化学合成,将来还有望在光电材料、组织工程材料等领域得到应用。     

浸渍方法对抗菌浸渍薄木抗菌性能的影响

以液体载银纳米二氧化钛为抗菌剂,与薄木浸渍用改性三聚氰胺甲醛树脂按不同质量分数混合,采用不同的浸渍方法制备抗菌浸渍薄木,分别对不同抗菌剂用量、不同浸渍方法制备的抗菌薄木进行抗菌性能检测,抗菌性能检测结果表明:为满足抗菌1I级要求,抗菌剂用量为1%时,需采用浸渍方法1;抗菌剂用量≥2%时可采用其他浸渍方法。为满足抗菌I级要求,抗菌剂用量为4%时,需采用浸渍方法1,抗菌剂用量≥5%时,可采用浸渍方法1及浸渍方法2。     

木质纤维生物质半纤维素基功能材料研究进展

我国具有丰富的木质纤维生物质资源,半纤维素作为可再生木质纤维生物质资源的重要组成之一,具有极大的综合利用潜力。文章综述了近年来木质纤维生物质半纤维素基功能材料包括半纤维素膜、水凝胶、吸附材料、医用材料和催化剂载体的研究进展,并对其未来应用前景进行了展望。半纤维素膜可以作为包装材料和食品包覆膜,但要解决其强度和韧性低的问题;半纤维素水凝胶可以采用物理和化学交联的方法制备,在医药和环境等领域具有较好的应用前景,但要解决化学交联水凝胶生物相容性不好及物理交联水凝胶强度不够等问题;此外,半纤维素还可以作为吸附材料用于废水和空气净化,作为医用材料用于药物缓释和抗菌,作为催化剂载体用于化学合成,将来还有望在光电材料、组织工程材料等领域得到应用。     

羧甲基纤维素凝胶对乙草胺的控制释放研究

羧甲基纤维素(CMC)经Fe3 交联得到的凝胶载体可以有效延缓除草剂乙草胺的释放速率,有助于减轻农药污染.采用50%乙草胺被释放所需时间(t50)衡量乙草胺的释放速率,结果表明乙草胺由水凝胶中释放的t50值不足8h.将CMC水凝胶干燥处理可以使t50值提高到100h以上,同时制剂中的载药量越少释放速度越慢.采用控制释放模型对释放动力学数据进行分析得到,乙草胺从干凝胶中的释放主要由扩散机理控制.红外光谱分析证实了乙草胺与CMC之间主要通过氢键结合.     

液氮冷冻干燥法制备纳米纤维素气凝胶

纤维素气凝胶被誉为继有机气凝胶和无机气凝胶之后的新一代气凝胶,是新生的第三代材料,在吸附材料等领域具有广阔的应用前景。笔者先以微晶纤维素(MCC)为原料经硫酸水解法制得纳米纤维素(NCC),再通过无机盐溶液物理凝胶成型法、叔丁醇置换和液氮冷冻干燥制备球形纤维素气凝胶。利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、万能力学试验机、热重分析仪、全自动比表面积及孔隙分析仪对所制备的纳米纤维素气凝胶的力学性能、微观形貌、比表面积、孔径分布及热稳定性进行表征分析。结果表明,液氮冷冻干燥法制备的球形纳米纤维素气凝胶主要为疏松多孔的三维层状结构同时存在少量三维网络结构,其比表面积在104.07~164.97 cm~2/g之间,孔径主要分布在10~25 nm内;纳米纤维素气凝胶的力学性能、压缩强度、密度随着纳米纤维素质量分数的增加而变大;纳米纤维素气凝胶的热稳定性与微晶纤维素和纳米纤维素相似。     

载银壳聚糖处理对薄木抗菌性能影响的研究

采用载银壳聚糖对桦木薄木进行浸渍处理,分析了壳聚糖、载银壳聚糖、银离子浓度对处理后薄木的抗菌性和抗拉强度以及耐水性能的影响。研究结果表明：薄木经载银壳聚糖处理后,其抗菌性、横向抗拉强度及耐水性能都得到了显著增强。     

载银活性炭的杀菌效果及其在水处理中的应用

本文主要研究载银活性炭的杀菌效果及其在水处理中的应用.通过载银活性炭的抗菌试验和实用化试验考察,证明了载银活性炭具有净化和杀菌作用.可作清凉饮料、医药工业用水,以及天然水的杀菌净化剂.经载银活性炭处理后的水无菌、无臭,达到国家规定的饮用水标准,并具有工艺简单、操作方便,可以再生和反复使用等特点.可以节约燃料和动力.     

超声波辅助纳米Ag/TiO_2浸渍木材的化学改性与微观构造表征

【目的】采用超声波辅助浸渍制备纳米Ag/TiO_2木基复合材料,分析其化学结构与微观构造,为防霉抗菌型纳米木基复合材料研发提供理论依据。【方法】以樟子松为原料,以纳米Ag/TiO_2为主要试剂,以六偏磷酸钠和KH560为分散剂,采用超声波辅助浸渍制备纳米Ag/TiO_2木基复合材料,分析超声功率、超声时间和纳米Ag/TiO_2浓度对木材载药量和抗流失性能的影响,以及浸渍前后木材的微观构造、轴向分布、化学结构、结晶度和热稳定性。【结果】1)随着超声功率增加,木材载药量呈先升高后降低的趋势,在功率为75 W时达到峰值,载药量较常压浸渍提高31.5%,抗流失率随着超声功率增加持续提高,在功率为300 W时,抗流失率较常压浸渍提高7%;2)超声时间对载药量的影响不大,对抗流失率的影响呈先升高后降低的趋势,在超声时间为30 min时抗流失率达到峰值77.73%;3)随着纳米Ag/TiO_2浓度增加,载药量持续上升,浓度为2.0%时载药量为3.363 kg·m-3,抗流失率则持续下降,浓度为0.5%时抗流失率为78.33%;4)超声波辅助浸渍处理后,纳米Ag/TiO_2成功进入木材内部并附着在细胞壁上,团聚现象减少,分散性显著增强,浸渍深度加深;5)纳米TiO_2与木材表面的羟基发生氢键缔合反应,偶联剂KH560不仅枝接在TiO_2上,而且与木材纤维素中的羟基发生反应;6)纳米Ag/TiO_2木基复合材料出现锐钛矿型纳米TiO_2特征峰,在超声波作用下,纤维表面生长疲劳裂纹,木材纤维素结晶度略有下降;7)纳米Ag/TiO_2使纳米Ag/TiO_2木基复合材料热稳定性增强,最大降解温度升高11.8℃。【结论】1)超声波辅助处理可提高木材的载药量和抗流失率,超声功率对抗流失率影响显著;2)纳米Ag/TiO_2成功进入木材细胞腔并附着于细胞壁上,部分与木材纤维素羟基发生反应;3)纳米Ag/TiO_2木基复合材料较素材热稳定性能提高。     

溶胶-凝胶法制备Fe/Zr共掺杂纳米ZnO 及其对甲基橙降解性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米ZnO及Fe/Zr共掺杂纳米ZnO,使用扫描电镜对制备的材料进行了形貌观察,并使用紫外分光光度计对制备材料的吸收光谱及甲基橙光催化性能进行了测试。结果表明：Fe/Zr共掺杂后纳米ZnO得到细化,吸收光谱发生了蓝移,溶胶-凝胶法制备的纳米ZnO及1%Fe/Zr掺杂纳米ZnO对甲基橙具有降解作用,且1%Fe/Zr掺杂纳米ZnO降解效果更好。     

纤维素纳米纤丝增强导电水凝胶的合成与表征

以聚乙烯醇/硼酸盐(PB)凝胶体系作为导电水凝胶(ECHs)基本骨架,在纤维素纳米纤丝(cellulose nanofibers,CNFs)上原位聚合吡咯单体(Py)得到CNF-PPy复合物,再将其分散到PB基体当中,制得高可塑性和一定自修复特性的纳米复合导电水凝胶(PB-CNF-PPy)。对胶体化学官能团、微观形貌、晶型结构、流变特性和导电性等性能的测试分析发现:原位聚合过程保持了PPy的共轭结构及其导电性,胶体表面呈蜂窝多孔状,孔隙直径为(4.62±0.05)μm。凝胶平均含水率和密度分别为90.61%和1.13 g/cm3;随着CNF和PPy含量的提高,胶体黏弹性、力学强度和导电性都明显增强。当CNF为2.0%、PPy为0.5%时,存储模量G'可达5.5 k Pa,约为纯PB凝胶的70倍,能承受的最大应力约为CNF 1.0%、PPy 0.5%时的8~9倍,电导率可达3.38×10-2S/m。     

溶胶-凝胶法在木材/无机纳米复合材料上的应用

对溶胶-凝胶过程的影响因素、溶胶-凝胶法在木材/无机纳米复合材料上的应用、木材/无机纳米复合材料的性 能等方面加以评述,总结了当前研究中存在的一些问题,并提出了今后的研究方向。     

纳米纤维素气凝胶的制备、表征及其性能研究

以纳米纤维素纤丝(NCFs)为原料,在四氯化锡的催化下与1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDGE)发生交联反应制备了多孔的纳米纤维素气凝胶,采用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、热重分析仪、X射线光电子能谱和全自动比表面积及物理吸附分析仪,对制备的纳米纤维素气凝胶的微观形貌、化学结构、晶型结构、热稳定性、表面元素及比表面积进行了表征,考察了纳米纤维素气凝胶的密度、溶剂吸收、形状恢复以及重复使用性能。结果表明:NCFs与BDGE发生了交联反应,制备的纳米纤维素气凝胶具有连续的多孔网络结构,其仍保持原来的纤维素I型结构,初始分解温度在300℃以上,m(BDGE)∶m(NCFs)为2∶1时,制备的气凝胶密度为0.020 2 mg/cm3,比表面积为25.6 m2/g,吸水倍数为36.5 g/g。气凝胶在水中5 s能迅速恢复其原来形状,在DMSO中20 s能恢复形状的90%,气凝胶重复使用5次,吸水倍数仍高达30.4 g/g。