Page 116 - 《精细化工》2021年第12期

第 38 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.38, No.12
2021 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2021

功能材料
UV 固化改性蓖麻油基水性聚氨酯的制备及抗菌性能

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胡继广，周登健，杨建军 ，吴庆云，吴明元，张建安，刘久逸
（安徽省水基高分子材料高性能化工程实验室，安徽 合肥 230601）

摘要：以蓖麻油（CO）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、阳离子扩链剂 N-甲基二乙醇胺（MDEA）、封端剂甲基
丙烯酸羟乙酯（HEMA）为主要原料，制备一系列紫外（UV）固化型蓖麻油基水性聚氨酯（UWPU）乳液。为
进一步提升其抗菌性能，通过引入胍基的方法，制备出抗菌型 UV 固化蓖麻油基水性聚氨酯（GWPU）乳液。
通过耐水性、抑菌圈、抗菌性能测试对制得胶膜性能进行了检测。结果表明，GWPU 胶膜相对 UWPU 吸水率有
所上升，但均保持在 10%以下；GWPU 胶膜抗菌方式为接触性杀菌，同时不具有浸出性；当氨基胍盐含量为
UWPU 胶膜质量的 1.2%时，GWPU 对金黄色葡萄球菌（S. aureus）、大肠杆菌（E. coli）的抗菌率均可达 99.9%，
且经过 10 d 抗菌测试后仍能保持 99.9%的抗菌性。
关键词：蓖麻油；阳离子水性聚氨酯；UV 固化；抗菌性能；功能材料
中图分类号：TQ323.8 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 12-2478-08

Synthesis and antibacterial properties of UV-curable modified

castor oil-based waterborne polyurethane

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HU Jiguang, ZHOU Dengjian, YANG Jianjun , WU Qingyun,
WU Mingyuan, ZHANG Jian′an, LIU Jiuyi
（Engineering Laboratory of High Performance Waterborne Polymer Materials of Anhui Province, Hefei 230601, Anhui, China）

Abstract: A series of castor oil-based waterborne polyurethane (UWPU) emulsions were prepared using
castor oil (CO), isophorone diisocyanate (IPDI), cationic chain extender N-methyldiethanolamine (MDEA)
and end sealer hydroxyethyl methacrylate (HEMA) as main raw materials. In order to further improve the
antibacterial performance, UV-curable castor oil-based waterborne polyurethane (GWPU) emulsion was
prepared by introducing guanidine. The properties of the prepared film were tested by water resistance,
bacteriostatic zone and antibacterial properties test. The results showed that the water absorption rate of
GWPU film relative to UWPU increased, but remained below 10%. The antibacterial method of GWPU
film was contact sterilization without overflow. When the content of aminoguanidine was 1.2% of mass of
UWPU film, the antibacterial activity of GWPU against S. aureus and E. coli could reach 99.9%, and the
antibacterial activity remained 99.9% after 10 d of antibacterial test.
Key words: castor oil; cationic waterborne polyurethane; UV curing; antibacterial properties; functional
materials

聚氨酯(PU)是一种用途广泛的高分子材料，但 这些原料是不可再生的，因此以可再生资源为原料
溶剂型聚氨酯在使用过程中会释放出大量挥发性有 合成聚氨酯成为新的研究方向。蓖麻油（CO）作为
机物(VOCs)，从而造成人身伤害和环境污染。而水 一种生物基再生资源，因其含有反应型羟基，为合
[6]
性聚氨酯（WPU）无 VOCs、更加绿色环保，目前 成生物基聚氨酯提供了可能 [4-5] 。LIANG 等 以 CO、
受到越来越多科研工作者重视 [1-3] 。现今制备 WPU IPDI、二羟甲基丙酸（DMPA）和二羟甲基丁酸
的主要原料聚酯、聚醚多元醇均来自于化石原料， （DMBA）为主要原料合成一系列具有不同亲水扩

收稿日期：2021-07-11; 定用日期：2021-09-14; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210705
基金项目：安徽省 2017 年度科技计划重点项目（1704a0902018），安徽省高校自然科学研究重点项目（KJ2016A792）
作者简介：胡继广（1996—），男，硕士生，E-mail:2417642755@qq.com。联系人：杨建军（1960—），男，教授，博士生导师，
E-mail:andayjj@163.com。