聚丙烯、硅橡胶等高分子材料具有化学惰性好、易加工以及价格低廉等特点,广泛应用在人类生活的方方面面。然而,由于细菌易在聚合物表面附着从而大量繁殖,严重限制了其应用。因此,开发抗菌材料赋予聚合物抗菌性能受到了学者和市场的青睐。铜基纳米材料作为一种新型抗菌剂具有广谱抗菌特性,然而纳米级铜基材料由于表面能高、易团聚等问题,导致抗菌semen microbiome性能下降。基于此,本文采用二氧化硅作为载体,将铜基纳米材料(纳米铜、纳米氧化铜)负载于二氧化硅的表面,开展了二氧化硅负载抗菌粉体及其抗菌聚合物的制备及性能研究,系统考察了材料的抗菌性能、力学性能和热稳定性。主要内容和结果如下:1.氨基功能化二氧化硅负载纳米铜的制备及其在聚丙烯中的应用本章以氨基功能化的二氧化硅为载体,硫酸铜为铜前驱体,水合肼为还原剂,利用氨基和铜离子形成铜氨络合物,通过液相原位沉积技术制备了二氧化硅负载铜纳米粉体。研究了Cu~(2+)浓度、N_2H_4·H_2O与Cu~(2+)摩尔比、p H、温度等条件对粉体材料形貌和沉积量的影响;研究了二氧化硅负载铜/聚丙烯复合材料中纳米粉体添加量对复合材料的抗菌性能、Belnacasan体内力学性能和热稳定性能的影响。结果表明:在70°C、p H为10和N_2H_4·H_2O与Cu~(2+)摩尔比为1:1条件下,改变铜离子添加量可制备出铜负载量为3.33 wt%、2.55 wt%、1.79 wt%的系列样品。二氧化硅负载铜纳米粉体抗菌测试显示铜浓度为0.895μg/m L时,杀菌率为99.99%,其最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)所对应的抗菌剂铜浓度分别是0.042 mg/m L和0.666 mg/m L。复合材料的抗菌性随着抗菌纳米粉体添加量的增加逐步提高,6 wt%和8 wt%添加量下杀菌率分别为96.99%和99.00%,符合塑料Ⅱ型和Ι型标准(杀菌率≥90%和≥99%);拉伸强度逐渐降低,断裂伸长率先增大后减小,在6 wt%的添加量下,断裂伸长率为336%;复合材料的热分解温度,在添加量为8 wt%时提高了10°C。2.氨基功能化二氧化硅负载纳米氧化铜的制备及其在聚丙烯中的应用与纳米铜相比,氧化铜稳定性高,生产成本低,为了进一步考察氧化铜和铜的抗菌差异性,本章将负载铜离子的二氧化硅粉体经过高温煅烧成功制备了高负载量的二氧化硅负载氧化铜纳米粉体。研究了煅烧温度对Cu O晶型和分布影响,考察了二氧化硅负载纳米氧化铜的添加量对复合材料的抗菌性能、力学性能和热稳定性能的影响。结果表明:800°C下煅烧2 h可得到二氧化硅负载纳米氧化铜颗粒。二氧化硅负载纳米氧化铜粉体抗菌测试显示氧化铜浓度为1.665μg/m L时,杀VE-822 MW菌率为98.01%,其MIC和MBC所对应的氧化铜分别是0.083 mg/m L和2.664 mg/m L。复合材料抗菌性随着二氧化硅负载氧化铜样品添加量逐渐提高,8 wt%添加量杀菌率可达到97.41%,符合塑料П型标准;拉伸强度逐渐降低至10.06 MPa,断裂伸长率先增大后减小,6 wt%添加量下的断裂伸长率为345%;8 wt%添加量下复合材料的热分解温度提高了8°C。总体而言,二氧化硅负载氧化铜粉体和负载氧化铜复合材料的抗菌性略低于二氧化硅负载铜粉体及其复合材料。3.双键和氨基共修饰二氧化硅负载纳米铜的制备及其在硅橡胶中的应用抗菌硅橡胶同样具有较好的市场前景。考虑到双键改性二氧化硅有利于改善硅橡胶力学性能,本章在前文工作基础上,利用氨基和双键共修饰的二氧化硅为载体,制备了二氧化硅负载铜纳米粉体样品。研究了N_2H_4·H_2O与Cu~(2+)摩尔比、反应时间对二氧化硅负载铜纳米粉体晶型及分布的影响,测试了粉体抗菌性能、复合材料的抗菌性能、力学性能和热稳定性能。结果表明:水合肼和铜离子摩尔比值为3,反应时间为0.5 h,温度为70°C,p H=10时可制备出二氧化硅负载铜纳米粉体。二氧化硅负载铜粉体抗菌测试显示铜浓度为0.895μg/m L时,粉体杀菌率为99.99%,其MIC和MBC所对应的铜浓度分别是0.042 mg/m L和0.666 mg/m L。复合材料的抗菌性随着二氧化硅负载铜纳米粉体添加量的增加逐渐提高,粉体添加份数15份时杀菌率为和99.99%。添加份数≤15份,复合材料热稳定性,拉伸强度和断裂伸长率变化和空白复合材料相差不大,添加份数超过15份时,该性能逐渐下降。综合分析,在二氧化硅负载铜样品添加份数为15份时,复合材料的抗菌性能、力学性能和热稳定性能最佳。