聚合物混凝土是由混凝土和高分子聚合物材料有效結合而制成的有機無機復合材料。聚合物混凝上可分為三大類，即聚合物浸漬混凝土、聚合物水泥混凝土以及樹脂混凝土。從微觀的角度看，由于普通混凝土屬于多孔結構物質，其內部分布著大量的毛細孔隙及細微裂縫，這些孔隙與裂縫是混凝土的薄弱環節，將導致混凝土拉伸、彎曲強度較低，而且混凝土的抗滲、抗凍融、耐腐蝕性能也與其密實度即孔隙狀況密切相天。而聚合物混凝土則可比較有效地克眼普通混凝土的上述缺陷。聚合物浸漬混凝土是將已經成型、硬化的混凝土，經干燥和真空處理后，浸漬在高分子聚合物的液態單體中，然后用輻射、加熱或化學方法，使滲入到混凝土內部孔隙中的單體聚合，生成堅硬的玻璃狀聚合物，并與混凝土基體緊密結合。形成低孔隙率、高密實度、高強度、高抗滲性、耐腐蝕、耐磨并抗凍融的復合材料。聚合物浸漬混凝土性能優良，但價格較高，阻礙了其更為廣泛的直用。樹脂混凝土是用液態聚合物代替水泥作為膠結材料．和普通混凝土用的粗、細集料混合而成的復合材料。作為膠黏劑的聚合物通常用熱固性樹脂、(如不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、丙烯酸環氧、聚氮基甲酸酯及酚醛樹脂等)、焦油改性樹脂(如焦油環氧樹脂、焦油尿醛樹脂等)、瀝青及其改性物(如瀝青、環氧瀝青、橡膠瀝青等)以及乙烯單體等。這些液態膠結料聚合物中還需加入一定量的外加劑，以使液態樹脂轉化為固態并改善施工性能。樹脂混凝土通常還加入水泥、石英粉、滑石粉、碳酸爭與粉等作為填料以增加強度。樹脂混凝土具有優異的抗滲、抗凍、耐腐蝕性能，強度、抗沖擊、耐磨性能也很好，可用于建筑物的地下、屋面防水層及預埋錨栓、修補混凝土裂縫等場合，樹脂混凝土目前價格也較貴。故也限制了其更廣泛的應用。聚合物水泥混凝土是在普通混凝土拌合物中加入聚合物，以聚合物與水泥共同作膠結材料，將粗、細骨料黏合為一體而成的復合材料。聚合物水泥混凝土比普通混凝土有較高的密實度和強度，其抗滲、耐腐蝕及耐磨性能也有相應的提高。聚合物水泥混凝土的制作施工可以使用與普通混凝土相同的設備，聚合物水泥混凝土應在攪拌后1h內進行施工與使用。成型后先濕養護，待水泥水化后再干養護，末硬化前不能灑水或遇雨，否則表面會形成·層白色脆性的聚合物薄膜、降低其使用性能。 隨著科技的進步,人們越來越追求生活環境的潔凈性,而同時面對的卻是艾滋等疾病的廣泛傳播、抗藥性微生物的不斷增加,因此,高效、持久、低毒的新型抗菌整理劑的設計合成已經成為功能材料助劑領域的一個亟待解決的研究熱點。特別是用在醫務人員的防護服、日常護士服、醫用口罩、部隊野外防護服以及日常內衣等方面的抗菌處理尤為重要。聚硅氧烷作為最常用的織物后整理劑之一,表面能低、成膜性好,將其用于纖維織物的后整理不但能修飾織物的表面性能,還可賦予織物柔軟、滑爽等多樣性的手感。用倍半硅氧烷低聚體雜化有機材料一直是無機-有機雜化材料領域的研究熱點。鑒于此,本文依據分子設計原理并借助不同化學反應,將具有優異抗菌性能的季銨基引入聚硅氧烷分子,設計并合成了一系列季銨化聚(倍半)硅氧烷及其雜化聚有機硅氧烷,研究了相關產物的性能,著重探討了產物的抗菌性。然后以棉纖維織物作應用對象,對所合成的系列抗菌性聚(倍半)硅氧烷的微觀膜形貌、表面化學組成及應用性能進行了系統研究。另外,還將季銨化(聚)硅氧烷與羧基改性聚硅氧烷進行超分子自組裝,并對所構筑超分子的抗菌性、柔軟性等應用性能及微觀膜形貌進行了研究。論文的研究內容主要包括以下三部分:(1)利用含氫聚硅氧烷(PHMS)與烯丙基環氧基醚(AEP)的硅氫加成反應,先制得中間體環氧(聚醚)基聚硅氧烷(PESO),再將其與N,N-二甲基長碳鏈叔胺反應,先后合成了一系列梳狀長碳鏈季銨化(聚醚)聚硅氧烷(QPEPS-1~QPEPS-13)。用傅里葉紅外光譜儀(FT-IR)及核磁共振儀(1H-NMR)、透射電子顯微鏡(TEM)、場發射掃描電子顯微鏡(FESEM)、納米粒度及Zeta電位儀、表面張力儀及旋轉黏度儀等對QPEPS的結構及其乳液的性能進行測定,并采用抑菌圈實驗、最小抑菌濃度(MIC)實驗系統研究了QPEPS結構與抗菌性能之間的構效關系,初步探討了QPEPS的抗菌機理。結果表明,QPEPS表面張力較低,其γ值介于18.66~21.19m N/m之間;由于親水性聚醚基和季銨基的存在,QPEPS易乳化成平均粒徑為24~69nm、Zeta電位為+22.8m V~+47.6m V的透明微乳,且該系列乳液能與陽、非離子樹脂和助劑同浴使用。抗菌結果顯示,QPEPS能破壞細胞壁膜結構、導致細胞內溶物泄露。系列QPEPS對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌均具有優異的抗菌性能,其最小抑制濃度(MIC)介于0.31~1.25mg/m L,QPEPS側鏈中季銨基的數目、季銨基中烷基鏈長可影響產物的抗菌效果,其中季銨基數目越多,抗菌效果越顯著;在烷基鏈長R為C12H25~C18H37中,以R為C12H25的產物抗菌效果較好。另外,QPEPS對金黃色葡萄球菌的抗菌活性明顯高于大腸桿菌。將QPEPS負載在棉纖維織物及模擬基質單晶硅表面,用FESEM、原子力顯微鏡(AFM)、X射線光電子能譜(XPS)、EDS能譜、衰減傅里葉全反射紅外光譜(ATR)、靜態接觸角測量儀(CA)、熒光白度儀、柔軟度測定儀、全自動數字式織物折皺彈性儀等對QPEPS的成膜性、膜表面微觀膜形貌及化學組成進行表征,并系統研究了系列QPEPS處理織物的抗菌性、柔軟性等應用性能。FESEM和AFM結果顯示,QPEPS在纖維表面形成了一層微觀粗糙,宏觀相對較平滑的樹脂膜,在掃描范圍為2μm×2μm的條件下,QPEPS膜表面的均方根粗糙度(Rq)為0.615nm。其中QPEPS膜表面的直立針狀尖峰估計為梳狀長碳鏈季銨化聚醚側鏈所產生。而微觀粗糙的硅膜與親水性聚醚、殺菌性季銨基之間的有效結合,使得水極易在QPEPS膜表面鋪展且獲得柔軟與殺菌兼備的效果。其中,經QPEPS-4處理的棉織物的靜態吸水時間只有1.73s,其經向和緯向的彎曲剛度分別從空白織物的424m N(w)和1049m N(f)降到290m N(w)和618m N(f)、彈性折皺回復角分別從空白織物的83.6°(w)和125.6°(f)升到111.2°(w)和143.7°(f),而該織物的白度與空白織物相近。另外,QPEPS處理的織物對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率均達到了99%以上,經20次洗滌后,其對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率仍可保持97%和95%。(2)用含氫硅樹脂(HRS)與烯丙基縮水甘油醚(AGE)進行硅氫化加成反應,先合成環氧基硅樹脂中間體,然后再將其與長碳鏈叔胺進行氨解開環,進而合成了一種新型抗菌性環氧基/長碳鏈季銨基共改性的硅樹脂(QRS-1)。同法將1,3,5,7-四甲基環四硅氧烷(D4H)、三乙氧基含氫硅烷(TES)分別與AGE先進行硅氫化加成,再氨解開環合成了抗菌性環氧基/長碳鏈季銨基共改性的硅氧烷低聚體(QRS-2)、長碳鏈季銨化硅烷(QTS)。然后再利用化學反應分別將QRS-1、QRS-2鍵合或嵌入到聚硅氧烷的主鏈或側鏈,進而合成了兩類抗菌性季銨化硅樹脂雜化聚醚氨基聚硅氧烷(QRPS-1)、或側鏈懸掛有環狀季銨化硅氧烷低聚體的聚有機硅氧烷(QRPS-2)。另外,將合成的QTS水解縮聚制成季銨化倍半硅氧烷低聚體(QRS-3),然后將其用于涂層硅橡膠,制得了季銨化倍半硅氧烷低聚體雜化硅橡膠(QRPS-3)。用FT-IR、1H-NMR對有關中間體及目標產物的結構進行了表征。用AFM、FESEM、XPS、柔軟度測定儀等儀器系統研究了所合成的系列QRS及目標產物QRPS的抗菌性能、微觀膜形貌、化學組成及應用性能。結果顯示,在QRS-1表面存在眾多直立的明亮峰包,在掃描范圍為1μm×1μm的條件下,其Rq為0.255nm。這些明亮峰包估計為硅樹脂上十二烷基季銨基鏈段聚集束所產生。QRS-2在單晶硅表面則呈現眾多高低不等、大小不一的納米尺度的丘陵狀凸起,這些丘陵狀凸起可能是QRS-2分子中的十二烷基季銨基鏈段或多個QRS-2聚集所產生,其使得該表面的Rq達到了3.91nm。而由QRS-1和QRS-2所制備的目標產物QRPS-1和QRPS-2,能在棉纖維表面形成一層宏觀上相對均勻的聚硅氧烷膜。而QRS-3為粒徑細小的粉體,將其添加到涂層硅橡膠中,所制備的QRS-3雜化硅橡膠QRPS-3能在纖維表面形成一層均勻分散有QRS-3的橡膠膜。抗菌實驗表明,前體QRS-1、QRS-2及QTS均有良好的抗菌性能,在濃度為0.05mg/m L、用量為10μL條件下,QRS-1對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌圈直徑分別達到了18mm和16mm,QRS-2的抑菌圈直徑也分別達到19.5mm和18mm,而QTS的抑菌圈直徑則分別達到了21.5mm和19mm。相應地,經1%QTS處理的織物對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率也達到了99%以上。當用量為10g/L時,QRPS-1和QRPS-2處理織物的抑菌率均達到了99%以上。且洗滌20次后,織物的抑菌率仍能分別保持95%和90%。而雜化硅橡膠QRPS-3也具有一定的抗菌性。(3)利用馬來酸酐(MAn)與聚醚胺封端聚硅氧烷(BPEAS)反應合成了端羧基聚醚聚硅氧烷(CPS-2),用IR、1H-NMR、FESEM、AFM等儀器對CPS-2的結構及膜形貌進行研究。結果顯示,CPS-2在纖維表面能形成了一層宏觀上相對較均勻平滑的聚硅氧烷膜。而AFM觀察發現,CPS-2膜表面呈現中空的環形亮斑形貌。在掃描范圍2μm×2μm條件下,CPS-2膜表面的Rq為0.652nm。明亮部分估計是由卷曲的羧基化聚醚基團所產生,而環形亮斑的中央部分則可能是CPS-2分子中的聚硅氧烷鏈段所產生。在此基礎上,分別以QPEPS、QRS-2為陽離子構筑基元,以側鏈羧烴基改性聚硅氧烷(CPS-1)、CPS-2為陰離子構筑基元,在異丙醇溶劑中進行自組裝,構筑了3類新型超分子QPEPS/CPS-1、QPEPS/CPS-2和QRS-2/CPS-2。然后用柔軟度測定儀、AFM、FESEM、XPS等儀器對所構筑的超分子的應用性能、微觀膜形貌等進行了研究。結果表明,當m(QPEPS)/m(CPS-2)=1:1時,所構筑的QPEPS/CPS-2不但能賦予織物較好的柔軟、吸濕和抗菌功能,而且還能使織物具有獨特的油潤手感。其整理織物的靜態吸水時間僅4.39s,且該織物對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率達到了71%。當m(QRS-2)/m(CPS-2)=1:1時,所構筑的QRS-2/CPS-2處理的織物對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑制率均能達到99%以上,且洗滌20次后,該織物對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率仍能保持82%。用FESEM和AFM觀察發現,3類超分子均能在纖維表面形成一層宏觀上較均勻的聚硅氧烷膜。但其微觀膜形貌明顯不同,在QPEPS/CPS-1膜表面分散有明亮峰包狀突起,在2μm×2μm掃描范圍下,該膜表面的Rq達到了0.857nm;而QPEPS/CPS-2膜表面則呈現連續的山脈形貌,在2μm×2μm掃描范圍下,膜表面的Rq達到了2.56nm。這些形貌顯然是陰、陽離子構筑基元分子之間發生多層交替吸附、團聚而產生的結果。而QRS-2/CPS-2表面則呈現連續山脈中夾雜有小峰包的形貌,在2μm×2μm掃描范圍下,其Rq達到了4.92nm。其中明亮的連續山脈狀突起應為CPS-2與QRS-2通過羧基(-COO-)與季銨基(N+)發生分子間交替、多層的靜電吸附與團聚形成,明亮的小峰包碳化硅和有機硅式兩種不同的材料，希望大家不要混為一談。碳化硅是通電加熱石英SIO2和碳的混合物生成碳化硅，碳化硅由于化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好，除作磨料用外，還有很多其他用途，碳化硅的硬度很大,莫氏硬度為9.5級，僅次于世界上蕞硬的金剛石（10級），具有優良的導熱性能，是一種半導體，高溫時能抗氧化。有機硅，有機硅產品的基本結構單元是由硅－氧鏈節構成的，側鏈則通過硅原子與其他各種有機基團相連。即有機硅化合物是指含有Si-C鍵、且至少有一個有機基是直接與硅原子相連的化合物，習慣上也常把那些通過氧、硫、氮等使有機基與硅原子相連接的化合物也當作有機硅化合物。其中，以硅氧鍵（-Si-O-Si-）為骨架組成的聚硅氧烷，是有機硅化合物中為數蕞多，研究蕞深、應用蕞廣的一類，約占總用量的90%以上。有機硅兼備了無機材料與有機材料的性能，具有表面張力低、粘溫系數小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質，并具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優異特性。聯系熱線：13931631107