Page 67 - 精细化工2019年第12期

第 12 期 盛锡慧焘子，等: UV 固化型载银石墨烯/WPUA 抗菌乳液的制备与表征 ·2395·

1.2.3 聚氨酯-丙烯酸酯（WPUA）乳液的制备 2 结果与讨论
在配有冷凝管、温度计、搅拌器的三口烧瓶中
加入 PCDL（25 g），真空脱水后加入 IPDI（16 g）、 2.1 GO 和 IGAH 的结构表征
BA（10 g）、MMA（5 g）和两滴 T-9，控制温度 80~ 2.1.1 FTIR 谱图分析
85 ℃，反应 2 h，向上述反应物中加入 DMPA（1.9 g） 图 1 为氧化石墨烯（GO）、载银石墨烯（IGAH）
和少量 DMF 溶液，反应 1.5 h，随后加入 BDO 和 UV 固化型载银石墨烯/WPUA 抗菌乳液（WPUA-2）
（1.5 g），扩链反应 2 h，降温至 60 ℃再加入 HEMA 的红外光谱图。

（3 g），反应 2 h。将预聚体冷却至室温，向体系
内加入 TEA 中和 5 min，并在高速剪切分散 10 min
后，加入适量 EDA，制得聚氨酯-丙烯酸酯乳液
（WPUA）。
1.2.4 UV 固化型纳米银改性聚氨酯-丙烯酸酯
（Ag-WPUA）乳胶膜的制备
将 AgNO 3 （0.10 g）溶解于 WPUA 中，机械搅
拌 1 h 后加入 L-AA（2.5 g），反应 2 h，加入适量光
引发剂 1173（1.8 g），将乳液倒入模具中风干成膜

后，进行紫外光固化，制得 UV 固化型纳米银改性 图 1 GO、IGAH 和 WPUA-2 的 FTIR 谱图
聚氨酯-丙烯酸酯（Ag-WPUA）乳胶膜。 Fig. 1 FTIR spectra of GO, IGAH and WPUA-2

1.2.5 UV 固化型载银石墨烯/聚氨酯-丙烯酸酯 –1
由图 1 可见，GO 谱图中 3394 cm 处是—OH
（IGAH/WPUA）乳胶膜的制备
–1
的伸缩振动峰，1641 cm 处是羧基上 C==O 的伸缩
将基于 WPUA 乳液不同质量分数的 IGAH（0、 –1
振动峰，1233 cm 处是羧基上 C—OH 的伸缩振动峰，
1%、2%、3%）与 WPUA 乳液物理共混制得 IGAH/ –1
1064 cm 处是 — C — O — C —的伸 缩振动峰，
WPUA 系列乳液，再加入适量光引发剂 1173，将 –1
1637 cm 处是 GO 骨架中 C==C 的伸缩振动峰，由
IGAH/ WPUA 系列乳液倒入模具中风干成膜后，进
此可知石墨被氧化后含有含氧官能团。IGAH 谱图
行紫外光固化，分别将这些乳胶膜标记为 WPUA、 –1 –1
中，3349 cm 处是 N—H 的伸缩振动峰，2925 cm
WPUA-1、WPUA-2 和 WPUA-3。 处是—CH 3 的伸缩振动峰，1560 cm 处是 C—N 的
–1
1.3 结构表征与性能测试 伸缩振动峰，1660 cm –1 处是酰胺或氨基甲酸酯中
采用傅里叶红外光谱仪进行 FTIR 测试，测试 C==O 的伸缩振动峰，含氧基团位置的吸收峰有所减
–1
范围为 500~4000 cm ；采用 X 射线光电子能谱仪进 弱，由此可推测 IPDI 对 GO 成功地进行了改性，并
行 XPS 测试；采用 X 射线晶体衍射仪进行 XRD 测 通过 HEMA 引入了双键。WPUA-2 谱图中，1600 cm –1
试，测试范围为 6°~90°；采用 U-4100 型紫外可见 附近的碳碳双键伸缩振动峰消失，说明发生了自由
近红外分光光度计进行 UV 测试，测试范围为 200~ 基聚合。
600 nm；采用高分辨透射显微镜观测形貌；采用 2.1.2 XPS 谱图分析
S-4800 型扫描电子显微镜观测形貌；采用 449F3 型 图 2 为 GO 与 IGAH 的 XPS 谱图。由全谱（a）
同步热分析仪以 20 ℃/min 的速率进行 TG 测试， 可知，IGAH 的 C/O 比值增加，且出现了 N1s 峰。
测试范围为室温~700 ℃；用实验室培养的大肠杆菌 由 GO 的 C1s XPS 谱图（b）可知，图中出现了 C==C
和金黄色葡萄球菌按照国标 GB/T 21866—2008 进 （284.3 eV）、C—C（284.8 eV）、C—OH（285.6 eV）、
行抗菌性测试。抗菌率按下式计算： C—O—C（286.8 eV）、C==O（287.1 eV）和 O—C==O

BC （288.6 eV）的结合态，由此可知，石墨被氧化后，
R / %   100
B 出现许多含氧官能团。由 IGAH 的 C1s XPS 谱图（c）
式中：R—抗菌率；B—空白对照组平均回收菌数， 可知，在 285.9 eV 出现了 C—N 的结合态，并且各
cfu/片；C—抗菌涂料样板平均回收菌数，cfu/片。 含氧官能团的峰强度减弱，且 284.3 eV 位置 C==C
采用 CHT3530 绝缘电阻测试仪进行抗静电测 的峰更加尖锐，由此可知，IGAH 被还原且引入双
试；采用 CMT6104 型万用试验机，按照国标 GB/T 键。IGAH 的 N1s XPS 谱图（d）出现了—NH
1040—2006 对胶膜进行力学性能测试，胶膜宽度为 （ 399.3 eV ）、 C — N （ 400.2 eV ）和 O==C — N
4 mm，拉伸速率为 200 mm/min。 （401.2 eV）的结合态，这与上述结论相符。