季銨化聚乙烯亞胺的制備、固載化及抗菌與緩蝕特性.pdf

1、本文以聚乙烯亞胺(PEI)為原料，采用叔胺化與季銨化兩步高分子反應過程，制備了季銨化的聚乙烯亞胺(QPEI)，考察了各種反應條件對反應的影響規(guī)律；通過紫外吸收光譜與紅外光譜對產物的化學結構進行了表征。研究結果表明，使用環(huán)氧丙烷，可綠色化地實現PEI大分子伯胺、仲胺基的叔胺化，該叔胺化反應為放熱反應，升高溫度使叔胺化程度降低，故需在低溫下進行反應(3℃)；以氯化芐為季銨化試劑，在50℃下30h內可使90％以上的叔胺基實現季銨化，從而使PE

2、I大分子鏈中的總N原子數實現50％的季銨化度。 將制備的QPEI應用于殺菌實驗中；以大腸桿菌(E.coli)為致病菌體，重點研究了高分子季銨鹽QPEI的抗菌活性；采用平板活菌記數法考察了季銨化度及pH值等因素對其抗菌性能的影響規(guī)律；并采用TFC-脫氫酶活性與β-半乳糖苷酶活性兩種酶活性測定法，研究了QPEI的抗菌機理。研究結果表明，QPEI具有很強的抗菌能力，對濃度為10<'9> CFU/mL的菌懸液，在藥劑量為15mg/L、接

3、觸時間為4min的條件下，抗菌率可達100％；QPEI的陽離子度對其抗菌性能影響很大，陽離子度越高，抗菌性能越好；在一定的pH值范圍內，pH值越高，抗菌性能越好。TTC-脫氫酶活性測定與β-半乳糖苷酶活性測定結果表明，QPEI的抗菌機理是基于殺菌過程，而不只是抑菌作用。 將制備的QPEI應用于緩蝕實驗中，采用靜態(tài)掛片失重法與電化學極化曲線測定法，研究了在硫酸溶液中QPEI對低碳鋼的緩蝕性能與緩蝕機理，并使用掃描電鏡對緩蝕樣片表面

4、膜層進行了分析。實驗結果表明，QPEI對低碳鋼具有優(yōu)良的緩蝕作用，在0.5mol/L的硫酸介質中，QPEI的濃度僅為5mg/L，A<,3>鋼片的腐蝕時間為72h時，緩蝕率高達91％；QPEI可同時抑制陰極過程與陽極過程，其緩蝕作用屬混合型；在吸附成膜與聚合物成膜的協(xié)同作用下，QPEI在碳鋼表面會形成致密的膜層，因此QPEI兼具有吸附型與成膜型緩蝕劑的雙重功能；它在鋼板表面的吸附行為符合Langmuir單分子層吸附等溫式。 以硅膠

5、為載體，以γ-氯丙基三甲氧基硅烷(CP-TMS)作為偶聯劑，將PEI接枝在硅膠上。以環(huán)氧丙烷作為叔胺化試劑、氯化芐作為季銨化試劑將接枝在硅膠上的PEI季銨化，制備了硅膠接枝的聚乙烯亞銨季銨鹽水不溶抗菌材料(QPEI/SiO<,2>)。通過紅外光譜對產物的化學結構進行了表征；并以大腸桿菌為致病菌體，重點研究了QPEI/SiO<,2>的抗菌性能，采用平板活菌計數法考察了季銨化度對QPEI/SiO<,2>抗菌性能的影響規(guī)律；采用β-半乳糖苷酶

6、及ITC-脫氫酶活性測定法，探索了QPEI/SiO<,2>的抗菌機理。研究結果表明，水不溶抗菌材料QPEI/SiO<,2>具有較強的抗菌能力，對濃度為10<'9>CFU/mL的菌懸液，在藥劑量為15g/L、接觸時間為10min的條件下，抗菌率可接近100％；且隨季銨化度的增大，其抗菌性能也增強；QPEI/SiO<,2>的抗菌機理類似于QPEI；是基于殺菌過程，而不只是抑菌作用。與小分子消毒劑相比，水不溶高分子抗菌材料不僅由于抗菌基團集中