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基本信息
- 項目名稱：
- 新型反應(yīng)性有機抗菌劑的制備及其應(yīng)用研究
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 本項目經(jīng)過三步經(jīng)典的化學(xué)反應(yīng)合成了一種兼具抗菌性和超親水性的新型有機抗菌劑（SSB），并利用了紅外光譜、核磁共振、X射線光電子能譜（XPS）對其結(jié)構(gòu)表征，初步探索了其抗菌作用機制和毒理性能。研究表明抗菌改性后的玻璃具有超親水性。經(jīng)SSB抗菌改性的纖維素衍生物也具有明顯的抗菌活性。紡織品經(jīng)SSB抗菌整理后，無溶出性，具有持久的抗菌活性，另外其親水性、吸濕排汗性和力學(xué)性能都有較大幅度的提高。
- 詳細介紹：
- 本項目經(jīng)過三步經(jīng)典的化學(xué)反應(yīng)合成了一種兼具抗菌性和超親水性的新型有機抗菌劑（SSB），并利用了紅外光譜、核磁共振、X射線光電子能譜（XPS）對其結(jié)構(gòu)表征，初步探索了其抗菌作用機制和毒理性能。該抗菌劑對革蘭氏陽性金黃色葡萄球菌和對革蘭氏陰性大腸桿菌的MIC均為70μmol/mL，有很好的抗菌性能。系統(tǒng)研究了SSB在紡織品抗菌整理方面的應(yīng)用，并探索其在玻璃和纖維素衍生的抗菌改性方面應(yīng)用。研究表明，去離子水在SSB抗菌改性的玻璃片0.5秒內(nèi)能完全鋪展開，接觸角低至0°，具有超親水性。經(jīng)SSB抗菌改性的纖維素衍生物也具有明顯的抗菌活性。紡織品經(jīng)SSB抗菌整理后，無溶出性，具有持久的抗菌活性，在經(jīng)常規(guī)洗滌50次后仍對大腸桿菌(8099)、金黃色葡萄球菌(ATCC 6538)和白色念珠菌（ATCC10231）具有90%以上的抗菌活性，遠高于我國紡織行業(yè)的AAA級抗菌紡織品標(biāo)準(zhǔn)。另外其親水性、吸濕排汗性和力學(xué)性能都有較大幅度的提高。因此，該抗菌劑在紡織品抗菌整理、玻璃、纖維素及其衍生物的抗菌改性等領(lǐng)域具有潛在的重大社會經(jīng)濟效益和科學(xué)研究價值。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本作品主要總結(jié)了這一年 “挑戰(zhàn)杯”的研究成果，按照SSB抗菌劑的合成、結(jié)構(gòu)表征與相關(guān)性能分析、以及SSB應(yīng)用等項目研究思路的進行撰寫。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 本項目以低能耗的三步化學(xué)反應(yīng)合成了同時含季銨鹽和陰離子親水基團的無毒無刺激性的反應(yīng)型甜菜堿抗菌劑并表征了其化學(xué)結(jié)構(gòu)。反應(yīng)型的SSB抗菌劑化學(xué)鍵合在棉、麻、玻璃等材質(zhì)表面，賦予其持久的抗菌活性和親水性，為可固定化抗菌劑的合成提供科學(xué)的指導(dǎo)意義。棉紡織品經(jīng)本項目抗菌技術(shù)整理改性后，其親水性、吸濕排汗性、斷裂強力都大大提高，而不影響紡織品本身的色澤和透氣性，抗菌持久，該項目技術(shù)成果達到了國際先進水平。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 本項目產(chǎn)品SSB抗菌劑在紡織品抗菌整理、玻璃、纖維素及其衍生物的抗菌改性等領(lǐng)域具有潛在的重大社會經(jīng)濟效益和科學(xué)研究價值。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本項目經(jīng)過三步經(jīng)典的化學(xué)反應(yīng)合成了一種兼具抗菌性和超親水性的新型有機抗菌劑（SSB），并利用了紅外光譜、核磁共振、X射線光電子能譜（XPS）對其結(jié)構(gòu)表征，初步探索了其抗菌作用機制和毒理性能。該抗菌劑對革蘭氏陽性金黃色葡萄球菌和對革蘭氏陰性大腸桿菌的MIC均為70μmol/mL，有很好的抗菌性能。系統(tǒng)研究了SSB在紡織品抗菌整理方面的應(yīng)用，并探索其在玻璃和纖維素衍生的抗菌改性方面應(yīng)用。研究表明，去離子水在SSB抗菌改性的玻璃片0.5秒內(nèi)能完全鋪展開，接觸角低至0°，具有超親水性。經(jīng)SSB抗菌改性的纖維素衍生物也具有明顯的抗菌活性。紡織品經(jīng)SSB抗菌整理后，無溶出性，具有持久的抗菌活性，在經(jīng)常規(guī)洗滌50次后仍對大腸桿菌(8099)、金黃色葡萄球菌(ATCC 6538)和白色念珠菌（ATCC10231）具有90%以上的抗菌活性，遠高于我國紡織行業(yè)的AAA級抗菌紡織品標(biāo)準(zhǔn)。另外其親水性、吸濕排汗性和力學(xué)性能都有較大幅度的提高。因此，該抗菌劑在紡織品抗菌整理、玻璃、纖維素及其衍生物的抗菌改性等領(lǐng)域具有潛在的重大社會經(jīng)濟效益和科學(xué)研究價值。
獲獎情況
- 1. Environmentally friendly antibacterial cotton textiles finished with siloxane sulfopropylbetaine. ACS Applied Materials & Interfaces. (小修改，已回復(fù)).(SCI 收錄國際刊物，ISSN: 1944-8244, ACS 數(shù)據(jù)庫) 2. Study of zwitterionic sulfobetaine containing functional siloxane for antibacterial materials. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. in press, Doi: 10.1016/j.colsurfb.2011.03.004. (SCI收錄國際期刊, ISSN: 0927-7765. ScienceDirect 數(shù)據(jù)庫). 3. Synthesis and antibacterial activity of siloxane sulfobetaine antimicrobial agents. Surface Science. in press Doi:10.1016/j.susc.2011.03.013. (SCI收錄國際期刊, ISSN: 0039-6028. ScienceDirect 數(shù)據(jù)庫). 4. 羥丙基纖維素接枝抗菌改性初步研究. 膠體與聚合物，2010,28(4):171-173. (ISSN:1009-1815. 中國核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)庫收錄). 5. 一種抗菌防霉紡織品及其制備方法.中國發(fā)明專利，申請?zhí)枺?01010106007.3. Derwent (德溫特)數(shù)據(jù)庫主入藏號: 2010-K07086 [75]. 6. 一種抗菌化合物及其制備方法. 國際發(fā)明專利，申請?zhí)枺篜CT/CN2010/071606.
鑒定結(jié)果
- 1.經(jīng)深圳市疾控中心毒理試驗室檢測表明，SSB抗菌劑屬實際無毒產(chǎn)品，對皮膚無刺激性 2. PCT發(fā)明專利國際檢索報告表明，該項目成果具有很強的新穎性和創(chuàng)造性。
參考文獻
- [1] 范雪榮 等. 中國發(fā)明專利，CN200810236011 [2] Kangwansupamonkon W et al. Nanomedicine-Nanotechnology Biology and Medicine. 2009;5:240-249. [3] Daoud WA et al. Surface Science. 2005,599:69-75. [4] Gao Y et al. Textile Research Journal. 2008，78:60-72. [5] Simoncic B et al. Textile Research Journal. 2010，80:1721-1737. [6] Liong M et al. Advanced Materials. 2009,21:1684-1689. [7] Saif MJ et al. Langmuir. 2009,25:377-379. [8]中華人民共和國發(fā)展與改革委員會. 抗菌針織品. FZ/T 73023- 2006 [9]中華人民共和國衛(wèi)生部. 消毒技術(shù)規(guī)范. 2002. [10]Gui Z etal. European Polymer Journal. 2009,45:1403-1411. [11]Ramstedt M et al. Langmuir. 2007,23:3314-3321. [12]王蕊欣 等. 高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報. 2005,26:1774-1776. [13]張黎明 等. 高分子材料科學(xué)與工程. 1998,14:72-74. [14]Orhan M et al. Journal of Applied Polymer Science. 2009,111:1344-1352. [15] Soares G et al. Fibers and Polymers. 2008,9:450-454. [16] 商成杰. 紡織品抗菌及防螨整理.中國紡織出版社. 2009.
同類課題研究水平概述
- 目前國內(nèi)外尚未見有機硅甜菜堿抗菌劑（SSB）的報導(dǎo)，更不見將SSB用于紡織品抗菌整理以及用于玻璃、纖維素衍生物等材料表面的抗菌改性處理。
