仿生苍耳的粘结机理,用打浆方法处理植物纤维,使其外部细纤维化,纤维纵向产生分裂,两端帚化,纤维表面分丝起毛,像绒附在纤维的表面,形成苍耳型结构,从而在水刺过程中增加植物纤维与聚酯纤网的摩擦力;同时,通过打浆处理使植物纤维内部细纤维化,即在纤维发生润胀后,在次生壁同心层之间彼此产生滑动,使纤维的刚性下降,弹性削弱,塑性增加,纤维变得柔软可塑,从而在水刺过程中增加植物纤维与聚酯纤网的相互缠结抱合程度。
将纸浆纤维分散于水中形成纤维分散悬浮液,然后用Tris-HCl缓冲溶液(10 mM,pH=8.5)配备不同浓度的多巴胺溶液,加入到纤维分散悬浮液中,充分搅拌反应。在碱性条件下,多巴胺分子中儿茶酚结构的羟基易被氧化成醌基,再与儿茶酚结构的羟基反应,或儿茶酚结构的羟基之间发生歧化反应,最终形成聚多巴胺薄膜,包覆于植物纤维的表面。通过调节多巴胺的浓度来控制聚多巴胺薄膜的厚度。在搅拌的状态下,向一定浓度的硝酸银溶液中缓慢滴加氨水,溶液由透明变浑浊,继续滴加氨水至溶液刚好澄清为止,制备得到银氨溶液,同时加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为分散剂。将聚多巴胺包覆改性的植物纤维加入至银氨溶液中,室温搅拌反应30 min,再加入等体积的葡萄糖溶液(浓度为硝酸银溶液的2倍)作为还原剂,使银氨离子被还原为银粒子吸附于聚多巴胺薄膜表面,从而植物纤维表面通过聚多巴胺薄膜形成一层银纳米粒子层,以制备得到抗菌抗病毒植物纤维。
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