Page 97 - 《精细化工》2023年第8期
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第 8 期 徐群娜，等: 层层组装法制备抗菌-阻燃型生物质基复合涂层 ·1711·
皮革行业是中国轻工业的重要组成部分，在推 本研究首先拟采用 CPL 对 CA 进行缩聚改性，
动经济发展和改善人民生活等方面扮演着举足轻重 以克服其成膜硬脆的缺陷；然后，采用 PA 与氢氧
的角色。天然皮革制品手感柔软、穿着舒适、透气 化镁（MH）复合，以期达到协同阻燃的目的；最后，
性好，但同时存在易霉变、易被细菌侵蚀及富含 C、 将 CPL 改性 CA（CPL-CA）溶液、CS 溶液、MH
[1]
H、N、O 等元素而极易燃烧等问题 ，燃烧时会释 溶液与 PA 溶液的复合液（MH-PA 溶液）三者交替
放 CO 等有毒气体，这些缺陷严重限制了皮革行业 沉积在皮革上，利用正负电荷作用结合在皮革上，
的发展，阻碍了中国轻工业前进的脚步。 构筑抗菌-阻燃涂层（CPL 改性 CA 采用碱溶法，CS
近年来，阻燃型皮革材料越来越受到人们的关 采用酸溶法，MH 为碱性物质；在此基础上再将三
注，其对减少火灾带来的损失具有重大意义。皮革 者的 pH 分别调至 9、5、9，使以上 3 个组分分别确
上构筑涂层可修正皮革本身的缺陷，提高皮革的耐 定带负、正、负电荷，利用正负电荷相互吸引在皮
[2]
用性，对皮革具有保护作用 。层层组装（LBL） 革上构筑涂层，如图 1 所示）。考察 CS 质量分数与
[3]
技术作为构筑涂层最常见的一种方法 ，一般是利 抗菌性能的关系，揭示 MH 溶液质量分数及 PA 溶
用正负电荷相结合的原理在基体上形成复合涂层 [4-5] 。 液体积分数对涂层阻燃性及力学性能的影响及其相
此技术已经在生物医药、化学、材料科学等诸多领 关性，该研究将为制备功能性生物质基涂层等相关
[6]
域展现出良好的应用潜力 。目前，LBL 技术的实 研究提供参考。
施方法主要有浸渍法、喷涂法和刷涂法等。AN 等 [7]
采用 LBL 技术将石墨烯、酪蛋白和聚磷酸铵逐层沉
积在织物上，所制备棉织物的极限氧指数（LOI）
提高到 31.1%，且大幅提升了织物的抗静电性。与
[8]
此同时，FAN 等 采用 LBL 技术分别将聚丙烯酸酯
乳液、香精乙醇溶液、SiO 2 分散体和壳聚糖（CS）
溶液在织物和皮革上沉积，涂层表现出明显的抗菌 图 1 皮革涂层构筑示意图
性能和持续释香行为，并具有良好的耐磨性。该方 Fig. 1 Schematic diagram of coating construction
法操作简单、用途广泛，在多功能涂层的设计中具
有广阔的应用前景。 1 实验部分
酪素（CA）是皮革行业中常用的一种涂层成膜
[9]
剂 ，具有良好的生物相容性和生物降解性，结构 1.1 试剂与仪器
CA，精一级，东莞市瓦里西化工有限公司；三
开放、疏松，与皮革的附着力强，但纯 CA 成膜硬
脆、延伸性小，且阻燃性能差，需要对其进行功能 乙醇胺（TEA），分析纯，天津市天力化学试剂有限
化改性才能更好地应用于皮革涂层 [10-11] 。王雅楠 [12] 公司；CPL，分析纯，上海麦克林生化科技股份有
采用单原位法在己内酰胺（CPL）改性 CA 基体中 限公司；CS，上海蓝季生物公司；冰乙酸（HAC）、
引入市售纳米 ZnO 制备了 CA 基纳米 ZnO 复合乳 MH、NaOH，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；PA，
液，将其应用到皮革涂层，提高了皮革的抗菌性能、 上海展云化工有限公司；牛肉膏、蛋白胨、琼脂粉，
拉伸强度、耐干湿擦性能及耐水性能。XU 等 [13] 采 分析纯，北京奥博星生物技术有限公司；金黄色葡
萄球菌（S. aureus），北京百欧博伟生物技术有限公
用双原位法制备了具有核壳结构的 CA 基纳米 SiO 2 2
复合乳液，将其应用至皮革涂层，皮革的耐热稳定 司；羊皮（未涂饰，面积约为 0.465 m ），辛集市宏
性、耐水性和力学性能均有所提高。AN 等 [14] 通过 旭皮革有限公司。
原位共沉淀法制备了层状双氢氧化物还原氧化石墨 Vega 3 SBH 扫描电子显微镜+能谱仪，捷克
烯（LDH-rGO），再通过溶液共混制备了水性 CA 基 TESCAN 有限公司；SYQDSX280B 手提不锈钢压力
LDH-rGO（CA-CPL/LDH-rGO）纳米复合胶乳，最 蒸汽灭菌锅，上海申安医疗器械厂；LHS-150HC-11
后，将复合胶乳喷涂在皮革表面。垂直排列的 LDH 恒温恒湿箱，上海一恒科学仪器有限公司；MU3109
纳米片通过共价键固定在 rGO 表面，协同提供完整 锥形量热仪，上海牟景实业有限公司；ASR-4321B
的二维双层阻燃防烟网络，大大提高了涂层皮革的 垂直燃烧试验箱，广东艾瑞斯仪器科技有限公司；
阻燃性。为了进一步提高皮革的商业价值，赋予皮 JF-1 数显氧指数仪，扬州市江都区开源试验机械厂；
革多功能性，田雪梅 [15] 、刘立华等 [16] 、肖铭 [17] 通过 AI-3000 型拉力试验机，台湾高铁公司；KNE-0145
LBL 技术将缩聚改性 CA、无机阻燃剂氢氧化物和 皮革柔软度测定仪，东莞科耐尔仪器设备有限公司；
植酸（PA）以及天然多糖 CS 同时引入皮革构筑涂 YM-11 透湿杯，苏州轩沃智能科技有限公司；Syntek
层，赋予皮革优异的阻燃性和抗菌性 [18-20] 。 电子数显测厚仪，德清盛泰芯电子科技有限公司；
