甄賀偉，徐曉玲，李果，周祚萬(wàn)

（西南交通大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院 材料先進(jìn)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610031）

引 言

在載人航天活動(dòng)中難以避免有害微生物進(jìn)入載人飛行器，目前正在運(yùn)行的國(guó)際空間站上發(fā)現(xiàn)了種類龐大的有害微生物種群，這對(duì)宇航員的健康和空間站設(shè)施的安全帶來(lái)影響。但由于航天器環(huán)境密閉、空間狹小，難以采用地面常用的噴灑一次性有機(jī)消毒劑[1-3]、紫外線殺菌[4-6]等方式進(jìn)行微生物防護(hù)。采用無(wú)機(jī)抗菌材料對(duì)航天材料進(jìn)行抗菌處理是一種無(wú)需額外提供電源且相對(duì)安全的處理方式。在無(wú)機(jī)抗菌材料中，金屬離子如：Ag+、Zn2+和Cu2+等都具有抗菌活性[7]，但易變色、長(zhǎng)效性差、耐熱性和穩(wěn)定性不好。納米材料可以在一定程度上克服上述缺點(diǎn)，例如：納米銀在抗菌長(zhǎng)效性和變色性方面均比銀離子抗菌劑有顯著優(yōu)勢(shì)，而且其毒性更低[8-10]；納米金的抗菌活性比納米銀稍差，但其對(duì)耐藥菌株表現(xiàn)出了良好的抗菌活性[11]；銅系抗菌劑[12]可阻止“超級(jí)細(xì)菌”的傳播。同時(shí)，伴隨著低維結(jié)構(gòu)氧化物類抗菌劑的深入研究，活性氧化物成為使用時(shí)間最長(zhǎng)、使用面最廣的長(zhǎng)效抗菌劑[13-15]。

但是，單組分抗菌材料存在抗菌譜較窄、環(huán)境適應(yīng)性較差等問(wèn)題。利用納米材料的協(xié)同作用提高其抗菌活性和廣譜性是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。氧化鋅是一種安全性高、穩(wěn)定性好的活性抗菌氧化物，本研究小組在以往對(duì)不同形貌氧化鋅的抗菌活性的研究中發(fā)現(xiàn)：具有三維立體四針狀結(jié)構(gòu)的氧化鋅（T-ZnO）相較于其它氧化鋅具有更高的抗菌活性[16-17]。此外，碳材料由于具有優(yōu)異的綜合性能力而成為近些年的研究熱點(diǎn)，碳納米管（CNTs）作為碳材料的典型代表之一被報(bào)道具有一定的抗菌效果[18]，且突出的吸附能力使其很適合用作載體材料。本論文分別以T-ZnO和CNTs為載體，通過(guò)雜化納米銀或納米銅來(lái)獲得具有優(yōu)異抗菌性能的多尺度雜化抗菌劑，并對(duì)其在幾種代表性航天器材料上的應(yīng)用進(jìn)行了探索研究。

1 原料和方法

在具有優(yōu)異抗菌效果的T-ZnO和具有突出吸附能力和電子活性的CNTs這兩種納米材料表面可控的組裝納米銀或納米銅，不僅解決了納米抗菌材料的分散性和穩(wěn)定性問(wèn)題，多尺度的結(jié)構(gòu)雜化也使得納米材料的抗菌廣譜性和長(zhǎng)效性得以提高。本文分別在T-ZnO和CNTs表面雜化納米銀或納米銅，制備多尺度雜化抗菌劑，在對(duì)其進(jìn)行抗菌性能研究的基礎(chǔ)上，探索了在航天器常用材料鋁合金、芳綸布和PVDF樹脂上的應(yīng)用。

1.1 多尺度雜化抗菌劑的制備與表征

1.1.1 原 料

四針狀納米氧化鋅（T-ZnO，自制）；硝酸銀（成都市科龍化工試劑廠，分析純）；氯化銅（CuCl2，成都市科龍化工試劑廠，分析純）；多壁碳納米管（CNTs，中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司，TNM7）；鋁合金5A06、芳綸布和PVDF樹脂均由中國(guó)空間技術(shù)研究院相關(guān)研究所提供。

1.1.2 合成步驟

對(duì)于n-Ag或n-Cu雜化T-ZnO，在四針狀氧化鋅晶須表面首先負(fù)載有機(jī)前驅(qū)體，然后通過(guò)熱分解前驅(qū)體原位得到納米銀和納米銅，制備得到n-Ag或n-Cu雜化的T-ZnO。對(duì)于n-Ag或n-Cu雜化CNTs，首先表面改性CNTs，然后通過(guò)與金屬離子耦合形成金屬離子雜化結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)金屬離子進(jìn)行還原得到新型納米復(fù)合抗菌劑。

1.1.3 表征方法

通過(guò)粉末X射線衍射（XRD，X′pert PRO，PHLIPS）和X射線光電子能譜（XPS，ESCALab250，Thermo Scientific）表征所得產(chǎn)物的組成和相成分。通過(guò)掃描電子顯微鏡（FESEM，Inspect F，F(xiàn)EI）和透射電子顯微鏡（TEM，Tecnai G2 20，F(xiàn)EI）觀察所制備產(chǎn)物的微觀形貌。

1.1.4 抗菌性能的檢測(cè)方法

最小抑菌濃度（MIC）檢測(cè)是一種定量檢測(cè)抗菌劑抗菌性能的方法，本文參照《消毒技術(shù)規(guī)范》（2008版）2.7.3節(jié)中最小抑菌濃度測(cè)定試驗(yàn)的方法對(duì)所制備產(chǎn)物的抗菌性能進(jìn)行檢測(cè)。選用大腸桿菌E.coli（ATCC 25922）作為代表性菌株用于抗菌性能的評(píng)價(jià)。

1.2 多尺度雜化抗菌劑應(yīng)用于航天器材料的實(shí)驗(yàn)方法

針對(duì)鋁合金、芳綸布、PVDF樹脂這3種航天器上較為常用的材料，分別通過(guò)各自適用的方法將多尺度雜化抗菌劑應(yīng)用于其上，然后對(duì)抗菌性能和綜合性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。針對(duì)鋁合金抗菌主要采用表面涂覆型抗菌材料：首先對(duì)涂料的種類進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)，然后通過(guò)超聲和機(jī)械分散的方式將多尺度雜化抗菌劑和已改性的涂料進(jìn)行混合，通過(guò)性能測(cè)試和工藝設(shè)計(jì)得到分散均勻的納米抗菌涂料，將涂料噴涂到鋁合金表面，檢測(cè)金屬表面抗菌涂層的抗菌性能及其它綜合性能。

對(duì)于芳綸布則采用了抗菌劑分散液浸漬和擠壓的方法：在獲得多尺度雜化納米抗菌劑的基礎(chǔ)上，通過(guò)超聲和機(jī)械分散的方式得到納米抗菌液劑，最后檢測(cè)長(zhǎng)效抗菌芳綸布的抗菌性能。

對(duì)于樹脂材料主要采用了表面活化再進(jìn)行接枝的方法：首先利用納米組裝技術(shù)制備納米抗菌材料；并調(diào)控其抗菌性能，然后通過(guò)超聲和機(jī)械分散的方式得到納米長(zhǎng)效抗菌液劑，最后檢測(cè)長(zhǎng)效抗菌PVDF壁紙的抗菌性能。

2 結(jié)果與討論

2.1 多尺度雜化納米抗菌劑的可控制備及抗菌性能和安全性研究

2.1.1 多尺度雜化T-ZnO抗菌材料的制備

提出并優(yōu)化了基于表面改性–吸附前驅(qū)體–原位分解的方法對(duì)氧化鋅晶須表面原位組裝納米銀和納米銅并對(duì)其進(jìn)行雜化改性，以提高納米抗菌劑的抗菌廣譜性和長(zhǎng)效性。通過(guò)電子顯微鏡可對(duì)T-ZnO表面雜化納米顆粒的粒徑和分布情況進(jìn)行分析。由所制備的納米銀和納米銅雜化T-ZnO的SEM（圖1）可以看出，對(duì)于兩種雜化樣品在T-ZnO的針狀體表面都有粒徑20～40 nm的納米顆粒負(fù)載，納米顆粒在T-ZnO表面分布均勻且粒徑均一性較好。

圖1 掃描電子顯微照片F(xiàn)ig.1 SEM images of T-ZnO，n-Ag@T-ZnO and n-Cu@T-ZnO

采用XRD對(duì)雜化材料的成分進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2所示。由XRD結(jié)果可知雜化材料主要成分仍然為纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu)的ZnO。從圖2（a）的n-Ag@T-ZnO表征結(jié)果還可以看到較弱的Ag衍射峰，在38.2°、44.3°、64.4°處分別對(duì)應(yīng)于單質(zhì)銀的（111）、（200）和（220）晶面，結(jié)合SEM說(shuō)明沉積的顆粒是納米單質(zhì)銀。圖2（b）為n-Cu@T-ZnO樣品的XRD表征結(jié)果，通過(guò)對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的精細(xì)掃描可以看到CuO的衍射峰，在43.5°處對(duì)應(yīng)于CuO的（111）晶面，結(jié)合SEM表明在氧化鋅晶須上有CuO。沉積量低于0.8 wt%的樣品沒有出現(xiàn)明顯的此處衍射峰，可能的原因是沉積量太少。

圖2 不同添加量納米Ag和Cu的n-Ag@T-ZnO XRD圖譜Fig.2 XRD spectra of n-Ag@T-ZnO and n-Cu@T-ZnO with different nano Ag additions

為進(jìn)一步探究Cu的沉積情況，進(jìn)行了XPS分析，結(jié)果如圖3所示。其中圖3（a）是n-Cu/ZnO的全譜掃描結(jié)果，與純的ZnO相比，雜化后的樣品全譜中均可見Cu 2p電子對(duì)應(yīng)的峰，說(shuō)明表面有Cu元素的存在。對(duì)Cu 2p軌道電子進(jìn)行高分辨譜的檢測(cè)得到圖3（b），通過(guò)結(jié)合能和峰型的綜合分析認(rèn)為有Cu單質(zhì)和Cu2+的存在。結(jié)合XRD的結(jié)果，認(rèn)為ZnO的表面以單質(zhì)Cu為主，并有少量氧化態(tài)的Cu2+存在，ZnO和Cu之間存在明顯的結(jié)構(gòu)雜化。

圖3 n-Cu/ZnO的全譜掃描和Cu 2p的高分辨譜結(jié)果Fig.3 XPS spectra of n-Cu@ZnO: full spectrum and Cu 2p high resolution spectrum

綜上所述，通過(guò)前驅(qū)體吸附和可控?zé)岱纸獬晒χ苽淞薾-Ag@T-ZnO和n-Cu@T-ZnO多尺度雜化納米材料，沉積在T-ZnO表面的銀是單質(zhì)銀，沉積在T-ZnO表面的銅主要為單質(zhì)銅，但可能部分氧化生成CuO。

2.1.2 多尺度雜化CNTs納米抗菌材料的制備

通過(guò)聚電解質(zhì)改性–金屬離子螯合–液相還原的方法，制備納米銀和納米銅雜化改性的多尺度納米抗菌材料。對(duì)所制備材料的微觀形貌進(jìn)行了表征，結(jié)果如圖4所示。由圖4的TEM表征結(jié)果可以看到CNTs具有較大的長(zhǎng)徑比，雜化改性后其表面均勻分布著粒徑非常小的納米銀或納米銅顆粒，納米銀的平均粒徑為2.6 nm，納米銅的平均粒徑為34 nm。

通過(guò)XRD對(duì)樣品晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征的結(jié)果如圖5所示。從圖5（a）中不同Ag沉積量的CNTs的XRD圖譜可以看出4 wt% n-Ag@CNTs、7 wt% n-Ag@CNTs和10 wt% n-Ag@CNTs相較于酸化碳納米管分別在38.1°、44.3°、64.5°和77.4°出現(xiàn)了單質(zhì)銀的特征衍射峰，說(shuō)明制備得到了單質(zhì)銀。隨著銀沉積量的增加，銀的晶面特征峰值明顯增加，其特征峰值與CNTs的特征峰值的比值也相應(yīng)增加，說(shuō)明沉積量有所增加。從圖5（b）中不同Cu沉積量的n-Ag@CNTs的XRD圖譜可以看出7 wt% n-Cu@CNTs和10 wt% n-Cu@CNTs在36.3°出現(xiàn)了氧化亞銅的（111）晶面的特征衍射峰，這表明Cu沉積于CNTs上，其中銅主要以氧化亞銅形式存在。4 wt%n-Cu@CNTs沒有顯示出代表銅的特征衍射峰，可能的原因是銅的沉積量少。

圖4 CNTs、n-Ag及n-Cu雜化改性后的CNTs透射電子顯微鏡照片F(xiàn)ig.4 TEM images of CNTs and n-Ag and n-Cu modified CNTs

綜上所述，通過(guò)聚電解質(zhì)螯合金屬離子和液相還原的方法成功制備了n-Ag@CNTs和n-Cu@CNTs雜化納米材料，負(fù)載在CNTs表面的銀主要以單質(zhì)銀的方式存在，但負(fù)載在CNTs表面的銅則發(fā)生部分氧化，生成了Cu2O。

2.1.3 多尺度雜化納米材料的抗菌性能和安全性

為了與其它抗菌劑進(jìn)行抗菌效果對(duì)比，對(duì)所制備樣品的最小抑菌濃度進(jìn)行了檢測(cè)。n-Ag@T-ZnO的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示?？梢钥闯?，隨著T-ZnO表面納米Ag沉積量的增加，MIC在減小，說(shuō)明抗菌性能在增強(qiáng)。純T-ZnO的MIC約為500 mg/L（ppm），當(dāng)沉積量增加到1.0 mol%時(shí)其MIC為100 mg/L，表現(xiàn)出很高的抗菌活性。

n-Cu@T-ZnO的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。隨著T-ZnO表面納米Cu沉積量的增加，n-Cu@T-ZnO的抗菌性能在增加。當(dāng)沉積量增加到1.0 mol%時(shí)，其MIC接近125 mg/L，表現(xiàn)出較好的抗菌活性。

圖5 不同沉積量n-Ag@CNTs和n-Cu@CNTs的XRD圖譜Fig.5 XRD patterns of Ag@CNTs and n-Cu@CNTs with different deposition amounts

表1 不同Ag沉積量的n-Ag@T-ZnO的MIC值Table 1 MIC value of n-Ag@T-ZnO with different Ag deposition volume

類似地，對(duì)制備的n-Ag@CNTs和n-Cu@CNTs樣品進(jìn)行了MIC的檢測(cè)。n-Ag@CNTs的MIC實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。CNTs及酸化CNTs的MIC值高于實(shí)驗(yàn)開始濃度750 mg/L，而沉積納米銀后抗菌性能良好，4 wt% n-Ag@CNTs的MIC值介于100～200 mg/L之間，7 wt% n-Ag@CNTs的MIC值介于75～100 mg/L，10 wt% n-Ag@CNTs的MIC約為50 mg/L。即納米銀雜化改性CNTs，可以獲得具有優(yōu)異抗菌效果的多尺度納米抗菌材料，并且隨著載銀量的增加材料的抗菌性能增加。

表2 不同Cu沉積量的n-Cu@T-ZnO的MIC值Table 2 MIC value of n-Cu@T-ZnO with different Cu deposition volume

表3 不同Ag沉積量的n-Ag@CNTs的MIC值Table 3 MIC value of n-Ag@CNTs with different Ag deposition volume

n-Cu@CNTs的MIC實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。CNTs的MIC值高于實(shí)驗(yàn)開始濃度1 500 mg/L，而CNTs沉積納米銅后抗菌性能良好，4 wt% n-Cu@CNTs的MIC值介于500～1 000 mg/L之間，7 wt% n-Cu@CNTs的MIC值介于250～500 mg/L，10 wt% n-Ag@CNTs的MIC約為200 mg/L。

表4 不同Cu沉積量的n-Cu@CNTs的MIC值Table 4 MIC value of n-Cu@CNTs with different Cu deposition volume

對(duì)比所制備的4種多尺度雜化納米抗菌劑的抗菌性能可以發(fā)現(xiàn)，n-Ag@T-ZnO的抗菌效果要優(yōu)于n-Cu@TZnO，而n-Ag@T-ZnO與n-Ag@CNTs的抗菌效果相當(dāng)。將選用n-Ag@T-ZnO和n-Ag@CNTs兩種抗菌劑用于航天器常用材料的抗菌改性。

2.2 多尺度雜化抗菌劑在航天器常用材料上的應(yīng)用研究

2.2.1 多尺度雜化抗菌劑在鋁合金上的應(yīng)用研究

將制備得到的納米抗菌材料添加到涂料中，然后噴涂于5A06鋁合金表面上形成抗菌涂層，從而實(shí)現(xiàn)多尺度納米抗菌材料在鋁合金上的應(yīng)用。

首先對(duì)涂料樹脂體系進(jìn)行優(yōu)選。通過(guò)對(duì)涂料的樹脂體系進(jìn)行對(duì)比和優(yōu)化，從附著力、抗沖擊、耐水性、柔韌性和納米抗菌劑在其中的分散性角度篩選出聚氨酯清漆、復(fù)合聚氨酯漆、環(huán)氧底漆+氟聚氨酯磁漆體系，并開展其在鋁合金上的應(yīng)用工藝研究。對(duì)固化涂層的附著力、沖擊強(qiáng)度、柔韌性和耐水性的測(cè)試結(jié)果如表5所示，從表中可以看出復(fù)合聚氨酯漆的整體性能均不好；而聚氨酯清漆的附著力、沖擊強(qiáng)度和柔韌性較好，但耐水性稍差；環(huán)氧底漆+氟聚氨酯磁漆的附著力、沖擊強(qiáng)度、柔韌性和耐水性均較好，綜合性能優(yōu)異。所以確定使用環(huán)氧底漆+氟聚氨酯磁漆的體系來(lái)制備鋁合金表面的涂層。

表5 應(yīng)用于鋁合金表面的涂層種類選擇Table 5 Selection of coatings applied to aluminum alloy surface

在選定涂料的基礎(chǔ)上，分別將不同含量的n-Ag@T-ZnO和n-Cu@CNTs添加到涂料中，通過(guò)噴涂得到抗菌鋁合金涂層，其外觀如圖6所示。添加n-Ag@T-ZnO的涂層外觀沒有明顯變化，添加n-Cu@CNTs后涂層的顏色由乳白色變?yōu)榱嘶宜{(lán)色，隨添加量的增加而顏色變深。所以選取n-Ag@T-ZnO作為鋁合金表面的主要抗菌劑。

通過(guò)抗菌率對(duì)涂層抗菌性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，抗菌劑添加量對(duì)鋁合金表面涂層抗菌性能的影響如表6所示。當(dāng)抗菌劑含量為1 wt%時(shí)，對(duì)兩種典型代表菌種的抗菌率已經(jīng)達(dá)到90%以上，隨著抗菌劑含量的增加，抗菌率有一定程度增加，當(dāng)抗菌劑含量為3 wt%時(shí)，抗菌率達(dá)到99%以上，對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌都顯示出了較好的抗菌性能。

圖6 添加不同含量n-Ag@T-ZnO和n-Ag@CNTs的鋁合金表面涂層外觀照片F(xiàn)ig.6 Digital photos of aluminum alloy surface coating with different contents of n-Ag@T-ZnO and n-Ag@CNTs

表6 抗菌劑添加量對(duì)鋁合金表面涂層抗菌性能的影響Table 6 Effect of antibacterial dosage on antibacterial properties of aluminum alloy surface coating

將所制得的抗菌鋁合金涂層送至第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了抗菌防霉性能的綜合測(cè)試，結(jié)果如表7所示。可以看出抗菌鋁合金涂層對(duì)典型細(xì)菌、真菌及霉菌都具有較好的作用。

表7 鋁合金表面抗菌涂層抗菌防霉性能檢測(cè)結(jié)果Table 7 Combination antimicrobial properties of coating on aluminum alloy surface

將所制得的抗菌鋁合金涂層的綜合性能進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如表8所示。涂層的附著力為1級(jí)，柔韌性為1 mm，沖擊強(qiáng)度為50 kg·cm，人工老化700 h未出現(xiàn)起泡、剝落、開裂等異?，F(xiàn)象，耐水性測(cè)試20 d未出現(xiàn)起泡、剝落、開裂等異?，F(xiàn)象，表明涂層綜合性能較為優(yōu)異。

2.2.2 多尺度雜化抗菌劑在芳綸布上的應(yīng)用研究

首先選用少量偶聯(lián)劑和分散劑對(duì)所制備多尺度雜化抗菌劑進(jìn)行預(yù)處理，然后分別探索不同工藝對(duì)芳綸布外觀和手感的影響，結(jié)果如表9所示。浸漬擠壓工藝相對(duì)于噴涂工藝更容易得到柔軟度不易改變的樣品，而使用n-Ag@T-ZnO得到的樣品相對(duì)于使用n-Cu@CNTs的樣品顏色不易改變。因此使用n-Ag@T-ZnO作為主要抗菌成分，制備采用浸漬擠壓法。

表8 鋁合金表面抗菌涂層綜合性能檢測(cè)結(jié)果Table 8 Comprehensive performance of antibacterial coating on aluminum alloy surface

表9 抗菌處理工藝及抗菌劑種類對(duì)芳綸布外觀的影響Table 9 Effect of antibacterial treatment method and antibacterial agents on appearance of aramid fabrics

采用浸漬擠壓法，用不同抗菌劑含量的抗菌劑處理液對(duì)芳綸布進(jìn)行抗菌處理，并研究了其對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌性能結(jié)果如表10所示。經(jīng)過(guò)抗菌處理后，芳綸布具有顯著的抗菌效果，當(dāng)含量達(dá)到3 wt%時(shí)，其對(duì)大腸桿菌的抗菌率達(dá)99.9%。

表10 抗菌劑添加量對(duì)芳綸布抗菌性能的影響Table 10 Effect of antimicrobial dosage on antibacterial properties of aramid fabrics

對(duì)已抗菌處理的芳綸布進(jìn)行了耐水性檢測(cè)，結(jié)果如表11所示。浸泡3次后抗菌芳綸布的抗菌性能沒有明顯下降，抗菌率依然保持在99%以上，說(shuō)明抗菌劑具有良好的耐水性。

將所制得的抗菌芳綸布送至第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)其抗菌防霉綜合性能進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如表12所示。經(jīng)過(guò)抗菌處理的芳綸布對(duì)典型細(xì)菌、真菌及霉菌都具有較好的作用。

表11 抗菌芳綸布抗菌耐水性測(cè)試結(jié)果Table 11 Water resistance performance of antibacterial aromatic cotton fabrics

表12 抗菌芳綸布抗菌防霉性能檢測(cè)結(jié)果Table 12 Combination antimicrobial properties of as-modified aromatic fabrics

2.2.3 多尺度雜化抗菌劑在PVDF樹脂上的應(yīng)用研究

將PVDF樹脂清洗后分別放入KOH乙醇/水溶液中，然后置于60℃下反應(yīng)30 min即得到活化組各樣品，隨后用蒸餾水洗去多余KOH，最后干燥得到表面活化的PVDF樹脂；將活化的PVDF樹脂浸泡在抗菌處理液中，在60℃下浸泡2 h后經(jīng)過(guò)室溫干燥得到表面接枝上抗菌劑的PVDF樹脂樣品。

采用貼膜法對(duì)各樣品進(jìn)行抗菌性能檢測(cè)，結(jié)果如表13所示。經(jīng)過(guò)KOH處理的樣品表面的抗菌率較未處理的樣品要低，并且抗菌率隨著受處理KOH濃度的增大而降低；而KOH處理后再經(jīng)過(guò)抗菌劑處理的PVDF樹脂表面對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌率均大于99%，表明抗菌劑處理對(duì)抗菌性能的提高是有效的。

表13 處理方法對(duì)PVDF樹脂基壁紙抗菌性能的影響Table 13 Effect of treatment process on antibacterial properties of PVDF resin based wallpaper

將經(jīng)過(guò)抗菌改性的PVDF樹脂用濕紗布擦洗10 min，干燥后再次用貼膜法檢測(cè)其抗菌性能，結(jié)果如表14所示。多次擦洗后，抗菌改性后的PVDF樹脂的抗菌率仍可達(dá)到99%以上，說(shuō)明其具有良好的耐擦洗性能。

將所制得的抗菌改性PVDF樹脂送至第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了抗菌防霉性能的綜合測(cè)試，結(jié)果如表15所示?？咕男訮VDF樹脂對(duì)典型細(xì)菌及霉菌都具有較好的作用。

表14 抗菌PVDF樹脂基壁紙抗菌耐水性測(cè)試結(jié)果Table 14 Water resistance performance of antibacterial PVDF resin based wallpapers

表15 抗菌PVDF樹脂基壁紙抗菌防霉性能檢測(cè)結(jié)果Table 15 Combination antimicrobial properties of as-modified PVDF resin based wallpaper

3 結(jié) 論

通過(guò)優(yōu)化得到了納米粒子雜化的抗菌材料，研制了具有良好抗菌效果的多尺度雜化納米抗菌劑。在此基礎(chǔ)上，探索了該納米抗菌劑在鋁合金、芳綸布和PVDF樹脂材料上的應(yīng)用，得到了綜合性能和抗菌性能優(yōu)異的3種抗菌材料，抗菌防霉處理后的材料外觀和其它性能沒有受到明顯影響。采用本文方法對(duì)微生物進(jìn)行防護(hù)在深空探測(cè)領(lǐng)域有很大發(fā)展前景。