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贝壳粉负载型抗菌材料及抗菌涂料的研究

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摘要

1.1.1 我国海洋贝类养殖概况

1.1.2 贝壳材料介绍及应用价值

1.2 纳米氧化锌、二氧化钛在抗菌方面的研究概述

1.3 海洋抗菌防污涂料研究现状和发展状态

1.4 本研究思路及研究内容

1.4.1 研究思路

1.4.2 研究内容

1.4.3 创新点

第二章:贝壳粉负载型抗菌材料的制备及表征

2.1 实验部分

2.1.1 仪器及试剂

2.1.2 技术路线

2.1.3 制备过程

2.1.4 测试及表征

2.1.5 抗菌性能测试

2.2 结果与分析

2.2.1 抗菌性能分析

2.2.2 XRD分析

2.2.3 红外光谱分析

2.2.4 SEM及EDS分析

2.3 抗菌剂抗菌性能最优条件研究

2.3.1 反应物配比对抑菌效果的影响

2.3.2 反应温度对抑菌效果的影响

2.3.3 反应时间对抑菌效果的影响

2.3.4 抗菌剂浓度对抑菌效果的影响

2.4 本章小结

第三章:抗菌剂的表面改性及其在涂料中的应用研究

3.1 实验部分

3.1.1 实验仪器及试剂

3.1.2 抗菌剂的改性制备

3.1.3 抗菌涂层的制备

3.1.4 测试及表征

3.2 结果与讨论

3.2.1 改性抗菌剂的表征分析

3.2.2 涂料的性能测试分析

3.3 本章小结

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

致谢

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摘要

贝壳是一种天然的廉价资源,研究发现贝壳在1100℃下煅烧活化后有较好的抑菌作用,纳米ZnO和TiO2是具有广谱杀菌作用的无机抗菌剂,本文以废弃贝壳作为载体,制备贝壳粉负载纳米ZnO和TiO2的抗菌材料,添加到聚脲涂料中,制备低表面能的抗菌涂料,用于海洋防腐抗污领域,有效防止海洋生物附着和腐蚀海洋构件。  本研究通过将贝壳粉在1100℃下煅烧活化,采用共沉淀法制备贝壳粉/ZnO、贝壳粉/TiO2、贝壳粉/ZnO/TiO2复合材料,通过抑菌圈实验研究了三种抗菌剂的抗菌性能,结果表明,贝壳粉/ZnO/TiO2复合材料对需钠弧菌和芽孢杆菌的抑菌效果最好,说明复合掺杂能得到抗菌效果比较理想的抗菌剂。研究了不同浓度配比、温度、不同时间对贝壳粉/ZnO/TiO2复合材料抑菌效果的影响,结果表明,当ZnO/TiO2的摩尔比为2∶1,贝壳粉与ZnO/TiO2质量比为1∶1,反应温度为95℃,反应时间2.5 h所制备的抗菌剂具有最佳的抑菌效果。接着以硬脂酸钠为改性剂对贝壳粉/ZnO/TiO2复合材料进行表面改性,研究了改性剂用量、改性温度、改性时间对改性效果的影响,通过接触角和活化度等不同的表征方法进行改性工艺条件的优化。结果表明,最佳条件是硬脂酸钠用量2.5%、改性温度90℃、改性时间80 min,通过FT-IR、SEM、粒径分析对贝壳粉/ZnO/TiO2复合材料改性前后进行表征,并对改性后的复合材料进行抑菌性能测试,结果表明表面改性并未影响其抑菌性。将改性的抗菌粉体添加到聚脲中,通过高速搅拌物理混合方式共混制备复合涂料,对比了不同含量的贝壳粉/ZnO/TiO2复合材料对聚脲的力学性能、防腐性能及抑菌性能的影响,结果表明,在聚脲涂料中添加经硬脂酸钠改性处理的贝壳粉/ZnO/TiO2复合材料后,涂层具有抗菌性能,且涂层的耐水性能、防腐蚀性能均提高。

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