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《工程(英文)》 >> 2024年 第36卷 第5期 doi: 10.1016/j.eng.2023.06.005
具有理想保暖性和抗菌性的生物基水性聚(香草醛-丙烯酸丁酯)/MXene纳米复合皮革涂层
a College of Bioresources Chemical and Materials Engineering, Shaanxi University of Science and Technology, Xi'an 710021, China
b Xi'an Key Laboratory of Green Chemicals and Functional Materials, Xi'an 710021, China
c School of Chemistry and Chemical Engineering, Shaanxi University of Science and Technology, Xi'an 710021, China
d Shaanxi Collaborative Innovation Center of Industrial Auxiliary Chemistry and Technology, Shaanxi University of Science and Technology, Xi'an 710021, China
e Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
摘要
以香草醛为原料,采用无溶剂、简便的方法,合成出一种生物基绿色抗菌剂和芳香族单体甲基丙烯化香草醛(MV),其不仅可赋予皮革涂层抗菌性能,还可作为石油基致癌物苯乙烯(St)的绿色替代物。然后通过细乳液聚合法,将MV与丙烯酸丁酯(BA)共聚,制得生物基水性P(MV-BA)细乳液。进一步将具有优异光热转换性能和抗菌性能的MXene纳米片,通过超声分散的方式引入P(MV-BA)细乳液中,制得P(MV-BA)/MXene纳米复合细乳液。最后,将P(MV-BA)/MXene纳米复合细乳液喷涂在皮革表面,当其在皮革表面逐渐固化时,MXene在超声空化效应和其两亲性的共同作用下,逐渐向皮革涂层表面迁移,从而可与光和细菌充分接触,发挥最大光热转换性能和抗菌效果。当MXene用量为1.4% 时,P(MV-BA)/MXene 纳米复合细乳液涂饰革样在冬季太阳光的照射下,表面温度升高了约15 ℃;涂饰革样在模拟日光下处理 30 min后,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率接近 100%。此外,MXene 纳米片的引入还提高了皮革涂层的透气性、透水汽性和热稳定性。本研究为开发具有优异保暖性和抗菌性的新型、绿色、水性生物基纳米复合皮革涂层提供了新思路。该皮革涂层不仅能在冬季实现基于太阳光的零碳供暖,减少化石燃料的使用和温室气体的排放,还能提高皮革抵御有害细菌、病毒和其他微生物入侵的能力。
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