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具有物理/化学双重交联结构可调的mZnO/PAAm纳米抗菌复合水凝胶的合成及性能
  • ISSN号:1000-3304
  • 期刊名称:Acta Polymerica Sinica
  • 时间:2013.10.10
  • 页码:1270-1276
  • 分类:TQ314.2[化学工程—高聚物工业]
  • 作者机构:[1]东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室,上海201620
  • 相关基金:国家自然科学基金杰出青年基金(基金号50925312)、国家自然科学基金青年科学基金(基金号21204010)和国家高技术研究发展计划(863计划,项目号2012AA030309)资助.
  • 相关项目:聚合物纤维材料
中文摘要:

利用聚甲基丙烯酸(PMAA)对市售具有300nm尺寸的ZnO纳米粒子进行表面改性,并进一步利用改性后的ZnO纳米粒子(mZnO纳米粒子)和N,N'-亚甲基双丙酰胺(BIS)分别作为物理和化学交联点,经过氧化还原体系引发丙烯酰胺(AAm)聚合,制备出具有物理和化学双重交联结构的新型mZnO/PAAm抗菌水凝胶.采用红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、场发射扫描电镜(SEM)对mZnO纳米粒子和mZnO/PAAm纳米复合水凝胶进行表征,并通过压缩力学性能、溶胀性能和抗菌性能的测试研究所制备凝胶的性能.实验证明,通过PMAA的羧基与ZnO纳米粒子表面羟基的氢键复合,mZnO纳米粒子表面PMAA包覆率达到3.64wt%,并在水溶液和凝胶体系中能够良好分散,在凝胶网络中起到物理交联点的作用.同时,这类mZnO/PAAm纳米复合水凝胶的压缩性能和平衡溶胀率可通过调节水凝胶内部物理和/或化学交联点的含量分别实现在140~800kPa和55%~170%的范围内调控,并且具有良好的抑菌效果.这种新型抗菌凝胶制备为实现水凝胶的结构功能一体化提供了一种简单的方法.

英文摘要:

Surface modification of commercial ZnO nanoparticles (ZnO NPs,300 nm in diameter) was carried out by using polymethylacrylic acid (PMAA) chains. And by using the modifed-ZnO NPs (mZnO NPs) and N, N'-methylene-bis-propanamide (BIS) as physical and chemical cross-linkers, respectively, novel antibacterial mZnO/PAAm nanocomposite hydrogels with physical/chemical double cross-linked structure were prepared via redox initiated polymerization. FTIR,TGA and SEM were used to study the surface modification of ZnO NPs and the prepared mZnO/PAAm nanocomposite hydrogels. Mechanical properties, swelling behavior and antibacterial test of these hydrogels were also investigated. Results show that mZnO NPs dispersed uniformly in both aqueous solution and hydrogels' network through hydrogen bond interactions between --OH groups on the surface of mZnO NPs and --COOH groups on covered PMAA chains (the cover ratio was 3.64 wt% ) and served as a physical cross-linker. It was also revealed that in correspondence with the content of physical and/or chemical cross-linkers, the mechanical properties and swelling behavior (swelling ratio) of these hydrogels could be controlled within 140 - 800 kPa and 55% - 170% , respectively. Further the antibacterial test illustrated such ZnO NPs implanted hydrogels inhibit the growth of several kinds of oral anaerobes. These hydrogels may provided a simple approach to achieve the integration of structure and function.

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  • 《高分子学报》
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  • 主办单位:中国化学会 中国科学院化学研究所
  • 主编:张希
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  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3304
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1857/O6
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  • 获奖情况:
  • 国家优秀期刊二等奖,中科院优秀期刊二等奖,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国高分子图书馆,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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