摘要
近年来，羧甲基纤维素(CMC)因为其优异的生物相容性、生物降解性、生物安全性以及成膜稳定性等，在食品包装、医药和涂料生产等方面都获得到了广泛的应用。然而由于CMC缺少生物抗菌活性，限制了其应用范围。对CMC进行化学改性和修饰，不仅可以赋予其抗菌特性，还可以改善其机械性能。咪唑鎓盐作为一种新兴的离子液体，具有高稳定性、优异的抗菌活性以及与生物质材料良好的相容性，因此在抗菌包装领域具有较大的应用前景。 基于以上研究背景，本论文以羧甲基纤维素为原料，开展羧甲基纤维素基抗菌材料的制备与性能调控，主要研究内容及结果如下：(1)采用封闭体系合成法制备不同烷基链长度的咪唑鎓盐(AIM)并探究其抗菌性能。当烷基链长度为12时，咪唑鎓盐的抗菌活性最优，对大肠杆菌(E．coli)和金黄色葡萄球菌(S．aureus)的抑菌直径分别为3.90cm和3.82cm。此外，通过溶液浇铸法制备了含有1-烯丙基-3-十二烷基咪唑鎓盐(AIMC12)的AIMSC薄膜。发现CMC与淀粉(SR)的比例对复合薄膜的机械性能和透湿性能影响较大。当CMC和SR的比例为1∶1时，复合材料的拉伸强度最大为4.5MPa，断裂伸长率为111.6%，杨氏模量为1.4GPa，透湿量为589g/m2/day。复合薄膜对E．coli和S．aureus均表现出优异的抗菌活性，AIMSC-1-1复合薄膜对E．coli和S．aureus的抑菌直径最大分别为3.50cm和3.02cm。(2)同定CMC和SR的添加比例(1∶1)，改变AIMC12的含量，制备AIMC12/SR/CMC(AIMSC)复合薄膜，发现随着AIMC12含量的增加，AIMSC复合薄膜的抗菌性、热稳定性、力学性能、阻湿性均增强。当AIMC12的含量为0.7～0.9mmol时，各项性能指标达到最佳，其中AIMC12-7对E．coli和S．aureus具有最佳抑菌活性，抑制直径分别达到了4.20cm和4.15cm。(3)采用封闭体系法合成1，3-二烯丙基咪唑鎓盐(DIm)，再经过硫醇烯光聚合反应，合成带有不同电荷量的咪唑鎓盐复合溶液，最后通过溶液浇铸法与SR/CMC复合制备AIMC12/DIm/SR/CMC(ADSC)抗菌复合薄膜。结果表明，ADSC复合薄膜的抗菌活性与表面电荷量呈正相关，其中表面电荷最高的ADSC-01薄膜对E．coli和S．aureus的抑菌直径分别为3.20cm和3.00cm，水接触角为67°，并展示出良好的热稳定性。 本文基于羧甲基纤维素独特的网络结构，结合SR良好的机械特性制备了AIMSC和ADSC复合抗菌薄膜。通过研究影响复合薄膜力学、抗菌等性能的因素，优化制备工艺，弥补了传统抗菌材料稳定性及抗菌持久性不佳等不足，在食品包装生产和存储领域中有着潜在的应用价值。
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