Page 34 - 《涂层与防护》2019年第12期
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李丽，等：聚丙烯腈/季铵盐纳米抗菌纤维滤膜的研究



             基本消失（如图 2g 和图 2h）。 该现象可能是由于 BZC                    对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌大肠
             氮正离子上苄基取代基和长链烷烃取代基的协同作                             杆菌几乎无抗菌性。 但 PAN/DTAC、PAN/HDA 和 PAN/
             用。 苄基通过 p-π 共轭向取代的亚甲基共享电子，而                        BZC 纳米纤维滤膜在与细菌互作 1 h 后， 革兰氏阳性
             作为桥梁的亚甲基则通过 σ-p 超共轭与季铵盐氮正                          菌金黄色葡萄球菌细菌存活率均降至 0，表明这些聚丙
             离子结合， 最终形成了苯环与氮正离子的大共轭体                            烯腈/季铵盐复合抗菌纳米纤维滤膜，对革兰氏阳性菌
             系，使得其正电荷密度降低，并通过长链烷基链的供                            金黄色葡萄球菌均具有较好的抗菌性，在 1h 内可将细
             电子的协同作用， 进一步减弱了氮正离子的正电性，                           菌完全杀死。 纳米纤维滤膜与革兰氏阴性菌大肠杆菌
             降低了纺丝液所受到的电场力，避免了纺丝液还未出                            互作 1 h 后，PAN/DTAC 和 PAN/HDA 的细菌存活率分
             丝就被直接喷射在铝箔接收板上。 因此 PAN/BZC 纺                       别为 12%和 6%，PAN/BZC 的细菌存活率也为 0。
             丝液表现出比 PAN/HDA 和 PAN/DTAC 更为规整的形                        图（4a）和（4b）表明纳米纤维滤膜对革兰氏阳性
             貌结构。                                               菌的抗菌性普遍优于革兰氏阴性菌，这是由金黄色葡
                 图 3 分别为不同种类的纳米纤维滤膜对悬浮颗                         萄球菌和大肠杆菌的细胞膜结构的差异所导致的。 金
             粒物的去除率，从中可知 PAN 的纳米纤维最为均一致                         黄色葡萄球菌细胞膜表面磷酸含量更高，表面所带负
             密，因而其除去率最高（约为 99.2%）。 而 PAN/DTAC                   电荷多于大肠杆菌，使得金黄色葡萄球菌对季铵盐的
             纳米纤维由于其中存在一定量的颗粒状固体，影响了                            静电靶向作用更强。因而各类聚丙烯腈/季铵盐抗菌纤
             其对悬浮固体颗粒物的去除效率，因而其去除率相较                            维对金黄色葡萄球菌的抗菌性均强于大肠菌。
             于 PAN 有所降低。与 PAN/DTAC 相比，PAN/HDA 纺丝
             滤膜虽然仍有少量固体颗粒物，但体积和数量均有所

             减少，因而其对悬浮固体颗粒物的去除率有一定程度
             的提升(约为 98.6%)。 PAN/BZC 纳米纤维均一致密，其
                                                                       存活率/%
             去除率较 PAN/DTAC 和 PAN/HDA 纺丝滤膜高， 接近
             纯 PAN 纳米纤维（约为 99.1%）。 实验结果表明各类纳
             米纤 维 滤 膜 对 悬 浮 颗 粒 物 的 去 除 率 能 力 为 PAN ≈
             PAN/BZC > PAN/HDA > PAN/DTAC。




                   固体颗粒物去除率/%









                                                                       存活率/%



                                   纺丝滤膜种类
              图 3 静电纺丝纳米纤维滤膜对悬浮固体颗粒物的除去效率
                 在静电纺丝的抗菌实验和溶血实验中，以无杀菌
             能力的聚对苯二甲酸乙二酯膜（PET）作为对照组。
                 革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌大
             肠杆菌在 PAN 纺丝纳米纤维中的细菌存活率分别约                           图 4 纳米纤维滤膜对金黄色葡萄球菌(a)和大肠杆菌(b)的抗菌性
             为 99%（图 4a）和 98%（图 4b），表明 PAN 聚合物基底                     本研究制备的聚丙烯腈/季铵盐抗菌纤维可作为


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