Page 69 - 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 ·2397·

在 416 nm 处出现的吸收峰则为银粒子的特征吸收 线。如图 7 所示，在 250 ℃之前的微失重可归因为
峰。Ag-WPUA 在 422 nm 出现的呈正态分布状的吸 样品中尚未完全挥发的水分，在 250~450 ℃内急剧
收峰为银粒子的特征吸收峰 [21-22] 。由此可知，银粒 的质量损失是因为 WPUA 基质的热分解。由图可
子分别被成功地引入 IGAH 和 WPUA 中。 知，随着 IGAH 含量的增加，复合材料的热稳定性
2.2 GO 和 IGAH 形貌分析 先上升后稍有下降。由表 1 可知，当 IGAH 质量分
图 5 为 GO 和 IGAH 的 TEM 图片。 数为 2%时，复合材料的 T 5% 、T 10% 均达到最大值，
分别为 273.74、308.50 ℃，然而，在质量分数为 3%

时稍有下降。这是因为，当 IGAH 添加量较少时，
石墨烯上的不饱和双键在紫外灯的照射下与 WPUA
进行自由基聚合，提高了复合材料的热稳定性，而
IGAH 添加量过高时，可能会稍有堆叠、团聚，从

而减弱了复合材料的热稳定性。
图 5 GO(a)和 IGAH(b)的 TEM 图片
Fig. 5 TEM images of GO(a) and IGAH(b)

图 5a 表明，GO 是呈透明纱状且略有褶皱的片
层结构，片层的规整性大大降低，为了降低表面能，
GO 表面出现褶皱。图 5b 中片层上散落的深色圆形
颗粒为银纳米颗粒，可以看出银纳米颗粒尺寸较小
且分布较为均匀。
2.3 抗菌乳胶膜的表征与性能
2.3.1 SEM 分析

图 6 为不同质量分数复合材料的 SEM 断面
图 7 IGAH/WPU 复合材料系列胶膜的 TG 曲线
图片。 Fig. 7 TG curves of IGAH/WPU composite films

表 1 IGAH/WPU 复合材料系列胶膜的热分解温度
Table 1 Thermal decomposition temperature of IGAH/WPU
composite films
样品

WPUA WPUA-1 WPUA-2 WPUA-3
T 5%/℃ 266.08 256.41 273.74 264.31
T 10%/℃ 296.51 299.98 308.50 302.22
T 50%/℃ 347.17 366.63 364.69 359.59

2.3.3 抗菌性能测试
为了探究 IGAH 对 WPUA 复合材料抗菌耐久性

的影响，将 WPUA-2 和 Ag-WPUA 进行对比，采用
a—WPUA；b—WPUA-1；c—WPUA-2；d—WPUA-3 [23]
贴膜法按照国标 GB/T 21866—2008 进行抗菌率
图 6 不同质量分数复合材料的 SEM 断面图片 测试，实验结果如图 8、表 2 所示。
Fig. 6 SEM images of membrane section composites with
different mass fractions 由图 8 及表 2 可知，空白对照组无抗菌性，
WPUA-2 具有较好的抗菌性，且经过 144 h 后对大
如图 6 所示，a 中 WPUA 的断面较为平整。由 肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别为 99.9%和
b~d 可知，随着 IGAH 质量分数的增加，IGAH 与 99.5%，而 Ag-WPUA 的抗菌性随着时间的延长急剧
WPUA 的相容性略微变差，WPUA-1 断面较为平整 减弱，至 144 h 后对两种菌种的抗菌率分别为 56.3%
但局部略有凸起，WPUA-2 断面褶皱更大但没有 和 54.2%。因此，先用改性石墨烯静电吸附银离子
出现明显的相分离，WPUA-3 局部有凸起、断裂的 后再复合聚氨酯-丙烯酸酯的抗菌性更为优异。这可
情况。 能是因为纳米银在 WPUA 乳液中不稳定，容易团
2.3.2 TG 曲线分析 聚，影响了其抗菌性，而石墨烯静电吸附银离子后，
图 7 为不同 IGAH 质量分数复合材料的热重曲 起到了缓慢释放的作用，使其抗菌耐久性更强 [24-25] 。