【摘要】：以楊木、桉木為主的國產(chǎn)速生工業(yè)用材普遍存在材性和裝飾性差、易滋生有害細(xì)菌和霉變等缺點(diǎn)。調(diào)色和抗菌處理是提高速生材裝飾性和防護(hù)功能的主要方法,目前對(duì)于同時(shí)實(shí)現(xiàn)木材調(diào)色和抗菌改性的研究較少。本文選用楊木單板為材料,以殼聚糖及其衍生物作為固色劑和抗菌劑,通過殼聚糖預(yù)處理和后處理方式,分析不同處理?xiàng)l件對(duì)抗菌染色單板染色和抗菌效果的影響,揭示殼聚糖及其衍生物與酸性染料或活性染料在單板抗菌染色處理過程中的作用機(jī)制;采用殼聚糖和染料對(duì)木粉進(jìn)行分別處理,并通過對(duì)其化學(xué)變化、微觀結(jié)構(gòu)、上染率、色牢度等進(jìn)行檢測(cè)與分析,解析殼聚糖對(duì)酸性染料的固色機(jī)理;采用銀離子與殼聚糖進(jìn)行反應(yīng)制備載銀殼聚糖,并將其與染料一起對(duì)單板進(jìn)行抗菌染色改性處理,分析不同工藝對(duì)抗菌染色單板的染色和抗菌效果的影響,解析其作用機(jī)制;采用季銨鹽殼聚糖與活性染料進(jìn)行反應(yīng),制備水溶性抗菌染料,解析其反應(yīng)原理,并采用該抗菌染料對(duì)單板進(jìn)行染色處理,制備高抗菌性和染色性的抗菌染色單板,分析該水溶性抗菌染料的染色和抗菌效果,研發(fā)出實(shí)現(xiàn)物質(zhì)相容和功效協(xié)同的改性工藝。通過上述研究,本論文的主要結(jié)論如下:1.殼聚糖后處理工藝可以實(shí)現(xiàn)染色單板的固色和抗菌效果,制備出耐光色牢度色差值為6.6、耐水洗色牢度色差值為7.1、對(duì)大腸桿菌24小時(shí)滅殺率為96.9%和抗菌活性為3.4、對(duì)金黃色葡萄球菌24小時(shí)滅殺率為96.7%和抗菌活性為3.5的抗菌染色單板。與直接染色單板相比,采用殼聚糖不同的處理工藝對(duì)染色單板進(jìn)行改性,都可以有效提高單板的色牢度和抗菌效果,降低潤濕性,但影響的程度不同:殼聚糖后處理工藝的固色效果和抗菌性優(yōu)于殼聚糖預(yù)處理工藝,殼聚糖后處理的色度值接近于直接染色單板,殼聚糖預(yù)處理的潤濕性優(yōu)于殼聚糖后處理工藝。2.殼聚糖在木材染色過程中的固色機(jī)理為:在酸性條件下,木材和酸性染料都為負(fù)電荷且未發(fā)生化學(xué)交聯(lián)而呈現(xiàn)低色牢度,但帶正電荷的殼聚糖可以與木材間通過靜電吸附而使其呈現(xiàn)正電荷,吸附負(fù)電荷的酸性染料,并使得殼聚糖中的氨基與酸性染料的磺酸根生成不溶于水的磺酸鹽,形成“木材-殼聚糖-染料”的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),使得染色殼聚糖木材擁有更高的色牢度和固色效果。3.殼聚糖的氨基與銀離子可以通過配位鍵形成具有優(yōu)異抗菌效果的載銀殼聚糖。將載銀殼聚糖采用后處理工藝與染料對(duì)楊木單板進(jìn)行抗菌染色處理,可以制備出耐水洗色牢度色差值為15、耐光色牢度色差值為54、對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌24小時(shí)滅殺率為大于99%的抗菌染色單板,其抗菌性能和耐水洗色牢度顯著提高,但由于銀離子易受光照氧化變暗使得耐光色牢度低于直接染色單板和殼聚糖處理抗菌染色單板。4.季銨鹽殼聚糖與活性黃x-rg染料通過-N+與磺酸根反應(yīng)生成溶于堿性條件下的季銨鹽殼聚糖染料,季銨鹽殼聚糖染料通過游離的氨基和-N+發(fā)揮出較強(qiáng)的抗菌效果和固色效果;采用季銨鹽殼聚糖染料染色制備的抗菌染色單板性能為:耐水洗色牢度為8.4、耐光色牢度為10、接觸角為89°,對(duì)大腸桿菌的24小時(shí)滅殺率為99.5%和抗菌活性為4.2、對(duì)金黃色葡萄球菌的24小時(shí)滅殺率為99.7%和抗菌活性為4.6,其抗菌性能與固色性能略低于季銨鹽殼聚糖后處理染色單板,但潤濕性優(yōu)于季銨鹽殼聚糖后處理染色單板。5.對(duì)四種殼聚糖及衍生物制備的抗菌染色單板的染色效果、抗菌效果、表面潤濕性和工藝操作性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),季銨鹽殼聚糖染料最適合于單板的抗菌染色處理,能夠?qū)崿F(xiàn)改性過程的抗菌與染色協(xié)同作用。6.殼聚糖及衍生物適于作為木材抗菌染色用染料及抗菌劑,不僅起到固色作用,而且,其分子中存在的大量-NH3+可與殼聚糖染料中未反應(yīng)的伯胺基團(tuán)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,增加了殼聚糖染料的抗菌活性,通過帶正電荷的殼聚糖和帶負(fù)電荷的細(xì)胞膜的相互作用,破壞了大腸桿菌和金黃葡萄球菌的細(xì)胞,提高了染料的抗菌性能。殼聚糖及衍生物的加入,較單一染料具有更好的抗菌性能,可實(shí)現(xiàn)一劑多效。
【圖文】：

邐邐逡逑（２）殼聚糖在單板染色過程中的滲透和固色機(jī)理。采用殼聚糖和酸性橙ＩＩ染料逡逑對(duì)木粉、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素進(jìn)行分別處理，并對(duì)其ＦＴＩＲ、ＳＥＭ、上染率、逡逑色牢度等性能進(jìn)行檢測(cè)與分析，解析殼聚糖對(duì)酸性染料的滲透和固色機(jī)理。逡逑（３）載銀殼聚糖的制備及其對(duì)染色單板的抗菌固色作用。為了提高抗菌染色單逡逑板的抗菌效果，采用銀離子與殼聚糖進(jìn)行反應(yīng)制備載銀殼聚糖，并將其與染料一起對(duì)逡逑單板進(jìn)行抗菌染色改性處理，分析銀離子、殼聚糖、染料與木材之間的存在狀態(tài)以及逡逑結(jié)合機(jī)理。通過分析不同工藝對(duì)抗菌染色單板的染色和抗菌效果的影響，并解析其作逡逑用機(jī)制。逡逑（４）水溶性季銨鹽殼聚糖的制備及其染色單板的性能。采用季銨鹽殼聚糖與活逡逑性染料進(jìn)行反應(yīng)制備水溶性季銨鹽殼聚糖抗菌染料，解析其反應(yīng)原理和抗菌固色機(jī)逡逑制；利用水溶性染料對(duì)單板進(jìn)行染色處理，制備和評(píng)價(jià)其抗菌染色效果。逡逑１．８論文技術(shù)路線逡逑＂提高＠色效果逡逑

圖２－１殼聚糖（ａ）和酸性橙ＩＩ染料（ｂ）的分子結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｃｈｉｔｏｓａｎ邋（ａ）邋ａｎｄ邋ａｃｉｄ邋ｏｒａｎｇｅｌｌ邋（ｂ）逡逑２．２實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備逡逑高速粉碎機(jī)，，Ｙｑｆ－１００，北京宇勤；逡逑超聲儀，Ｂｒａｎｓｏｎ邋Ｂ－２２０，美國；逡逑離心機(jī)，Ｔｈｅｒｍｏ邋Ｓｏｒｖａｌｌ，美國；逡逑Ｚｅｔａ電位儀，Ｎａｎｏ邋ＺＳ９０，英國；逡逑掃描電子顯微鏡，日本Ｈｉｔａｃｈｉ公司；逡逑傅里葉紅外光譜儀，Ｎｉｃｏｌｅｔ邋６７００邋ＦＴ－ＩＲ，邋Ｔｈｅｒｍｏ邋Ｎｉｃｏｌｅｔ，美國；逡逑分光光度測(cè)色儀，ＤＦ１１０，美國Ｄａｔａｃｏｌｏｒ公司；逡逑曰曬牢度儀，ＹＧ６１１，中國常州第二紡織儀器廠；逡逑表面潤濕性測(cè)試儀，ｄａｔａｐＨｙｓｉｃｓ邋ＯＣＡ２０；逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S781

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2 何華玲;于志財(cái);;甲殼素和殼聚糖的應(yīng)用進(jìn)展與存在問題[J];河北紡織;2008年04期

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本文編號(hào)：2614050