当前的全球大流行环境使医用防护设备(例如外科口罩)成为我们日常生活的一部分。通常,大多数口罩由不可再生的石油聚合物制成,例如聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯和聚酯,这些聚合物不可生物降解。因此,这些基于聚乙烯的塑料以每年约 2500 万吨的惊人速度在环境中累积,而此类材料通常需要 200 年才能分解。
在此背景下,为减少口罩、防护服等医用防护材料对环境造成的污染,生物降解抗菌材料近年来越来越受到重视。抗菌生物降解复合材料的开发将增加其在纺织服装、生物医药等领域的应用。此外,这种策略可以降低使用医用纺织品时细菌感染的危险,同时还可以解决废纤维燃烧和处置环境问题。
在这项研究中,来自天津工业大学和华中科技大学的研究人员将PHBV和PBAT一起静电纺丝,然后用纳米TiO2处理开发和评估用于医用防护织物的可生物降解的抗菌纳米纤维膜。SEM图像显示,质量分数为13%、PHBV/PBAT质量比为50:50的纳米纤维膜直径最小,形貌最好。此外,机械性能测试和水接触角测试结果表明,PBAT/PHBV复合纳米纤维膜在不影响其基本结构的情况下,比纯PHBV具有更好的机械性能和疏水性。TiO2纳米颗粒的添加降低了该纳米纤维膜的纤维直径。当TiO2浓度为1.0 wt%时,平均纤维直径为367 nm,可能接近亚微米水平。同时,TiO2的存在使PBAT/PHBV膜纤维之间的粘附力降低,导致纤维分布更均匀。此外,含有1.0 wt% TiO2的PHBV/PBAT/TiO2纳米纤维膜的断裂伸长率从(135±5)%提高到(203±2)%。含1.0 wt% TiO2的PHBV/PBAT/TiO2纳米纤维膜抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,抗菌率达98%以上。在这项研究中,成功地制备了可生物降解和抗菌的复合材料,可应用于医疗防护领域。可促进防护纺织材料向功能化、降解化方向发展。
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