摘要
微生物是生态环境中的重要成员，人们开发利用其有益性的同时，也逐渐意识到它带来的危害性。涂覆抗菌涂料是阻碍病原微生物传播最有效的办法，因此人们对抗菌涂料的需求日益增强。抗菌涂料简单来说就是基体涂料与抗菌剂的结合，目前涂料基体选择上大多是溶剂型涂料，但是其挥发性有机化合物（VOC）的释放不符合我国“碳达峰与碳中和”政策，不利于绿色可持续发展，因此研究人员将目光转移至水性涂料，然而这又带来力学性能差、硬度低的问题。本论文以大豆分离蛋白（SPI）为生物质原材料，接枝共聚改性聚丙烯酸树脂以提高其力学性能；利用SPI中酪氨酸优异的还原性，绿色、安全制备纳米银（Nano Silver），实现无机抗菌效果；采用羧甲基壳聚糖（CMC）与聚丙烯酸树脂侧链活性基团发生化学交联反应制备抗菌涂料，达到天然抗菌效果。本文研究结果主要如下： 首先，采用自由基接枝共聚反应制备SPI-聚丙烯酸酯接枝共聚乳液。综合考虑乳液稳定性和力学性能，SPI最优的添加量为10wt%，其弹性模量、拉伸强度和断裂伸长率分别为46.95MPa、4.78MPa和187.13%，较未改性前弹性模量与拉伸强度分别提升145倍和11倍；漆膜硬度从HB提升至3H；乳液分散均匀，稳定性可达6个月。 其次，以SPI中酪氨酸为还原剂，SPI为稳定剂，原位还原纳米银，并与聚丙烯酸酯涂料超声共混制备用于木器的无机抗菌涂料。优化酶解SPI工艺后得到最佳工艺为0.3g菠萝蛋白酶在55℃下水解8h；在还原过程中硝酸银最佳反应浓度为1.6mmol/L；生成的纳米银颗粒（AgNPs）结晶良好，并均匀分散在聚丙烯酸树脂涂膜中；随着AgNPs添加量增加，抗菌性与力学性能均增强，综合考虑两种性能，AgNPs最佳添加量为0.5wt%，此时对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径分别为22mm和40mm，且对应的弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率和表面能分别为62.95MPa、7.46MPa、175.79%和36.60mJ/m2。 最后，以羧甲基壳聚糖（CMC）与具有功能性单体乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯（AAEM）的聚丙烯酸树脂发生交联反应为方法制备了用于木器的天然抗菌涂料。CMC的引入使涂膜储能模量提升，抗菌性增强，综合考虑涂膜的抗菌性与力学性能，CMC最佳添加量为3wt%，此时CMC在涂膜中分散均匀，无析出现象，对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径为29mm，且对应的弹性模量、拉伸强度和断裂伸长率分别为225.51MPa，14.72MPa和51.39%，较未改性前弹性模量与拉伸强度分别提升一倍和两倍。
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