氯球接枝双季盐杀菌材料的制备及性能测试_傅仕海

Preparationofthebactericidalmaterial，chloromethylatedbeadgraftingbisquarternaryphosphoniumsaltandtestsonitsbactericidalcapacityFuShihai，LüXiaoping，HanPingfang，LinLing，ShenXuan，ZhangFan（CollegeofChemistryandChemicalTechnology，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China）氯球接枝双季盐杀菌材料的制备及性能测试傅仕海，吕效平，韩萍芳，林陵，沈旋，张帆（南京工业大学化学化工学院，江苏南京210009）［摘要］成功制备了氯球接枝双季盐水不溶性固体杀菌材料。其最优合成条件：反应温度为150℃、反应时间为72h、反应溶剂分别为邻二氯苯和1-氯代正十四烷。在最优合成条件下该杀菌材料磷的接枝率为2.09mmol/g，长链烷基接枝率为0.31mmol/g。产品分子结构分别用红外光谱分析和热重分析进行了验证。当产品投加质量浓度为20g/L，杀菌时间为45min时，杀菌率可达99.9%，重复使用5次后杀菌率仍可达到98%。［关键词］氯球；双季盐；水不溶性；杀菌材料［中图分类号］TQ332.9［文献标识码］B［文章编号］1005-829X（2010）08-0061-04Abstract：Thewater-insolublesolidbactericidalmaterial，bisquarternaryphosphoniumsalt，hasbeensuccessfullyprepared.Itsoptimumsynthesisconditionsareasfollows：reactiontemperatureis150℃，reactiontimeis72h，reac-tionsolventareo-dichlorobenzeneand1-chlorotetradecanerespectively.Thegraftrateofphosphoniumgroupofthisproductis2.09mmol/g，andthegraftrateoflongchainalkylis0.31mmol/g.ThemolecularstructureofthisproducthasbeenvalidatedagainbyFTIRandTG.Dosage=20g/L，bacterialtime=45min，andbactericiderateisashighas99.9%.Afterusingthisproductrepeatedlyfor5times，thebactericiderateisstill98%.Keywords：chloromethylatedbead；bisquarternaryphosphoniumsalt；water-insolubility；bacterialmaterial由于环境保护和可持续发展的要求，近年来人们试图开发既具良好的杀菌效果，又不污染环境的固体杀菌材料。通过在固相表面接枝杀菌活性基团制备的杀菌材料是一种新型的工业循环冷却水杀菌剂。与采用可溶性小分子杀菌剂相比，这种材料的优点是避免了药剂对水体及环境的二次污染，而且便于回收和重复利用〔1〕。季盐具有高效、广谱、低毒、低剂量、宽pH使用范围和化学稳定性好等优点〔2〕，把季基键合到水不溶性固体载体上制成水不溶性季盐杀菌材料，是近年来研究的热点之一。A.Kanazawa等〔3-4〕进行了聚季盐阳离子水不溶性高聚物的研究，并且比较了季盐与季铵盐的杀菌性，得出相同结构的季盐具有更好的杀菌效果。A.Popa〔5〕以氯球为载体，分别接枝不同结构的叔膦，其中接枝三乙基膦的材料杀菌性能最好。陈拥军等〔6-8〕在含有氯甲基的树脂上通过烷基胺间接地接枝了季盐，制得快速高效的水不溶性杀菌材料。李景宁等〔9〕用含有氯甲基的树脂与叔膦发生季反应制得水不溶性杀菌材料，该杀菌材料重复使用5次后的杀菌率仍有95%。金栋等〔10〕研究了用硅胶为载体接枝三苯基膦，制得水不溶性季盐杀菌材料，当药品投加质量浓度为0.05g/mL，杀菌时间为20min时，杀菌率可达97%。从已有的研究看，研究者都是想方设法地通过增加固相表面季阳离子活性中心数量来增加其杀菌性，这些水不溶性季盐都是单阳离子活性中心。笔者以氯球为载体，通过两步季反应合成了水不溶性双季盐杀菌材料，同时分别用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）和热重分析仪（TG）对其进行了表征，并对其杀菌性能进行了测试。第30卷第8期2010年8月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol