摘 要

利用离子交换原理，在高铝玻璃表面引入钾离子与银离子，制备载银高强度抗菌玻璃。采用表面应力仪、分光光度计以及电子探针线扫描进行分析表征，研究离子交换时间对玻璃表层银含量、玻璃强度、玻璃的透过率和抗菌性能的影响规律。研究结果表明: 离子交换法能够制备出具有优良性能的抗菌玻璃; 本实验通过对比分析选出最佳工艺制度。

关键字：玻璃 离子交换 抗菌

Abstract

Potassium ion and silver ion are introduced in the surface of high aluminum glass by ion exchange principle and then silver-doped glass was prepared．Analysis about products was realized based on surface stress analyzer, spectrophotometer and EPMA test.We researched how different silver ion exchange time influenced silver content，intensity,transmittance，antibacterial properties.Investigation results shows that the ion exchange theory can prepared antibacterial glass that have excellent performance. In this experiment we elect the best process system by comparative analysis.

Keyword: Glass Ion Exchange Antibacterial

目 录

摘要………………………………………………………………………………………I

Abstract ………………………………………………………………………………II

第1章　绪论……………………………………………………………………………1

1.1 引言……………………………………………………………………………1

1.2 抗菌材料………………………………………………………………………1

1.2.1 抗菌材料的简单介绍 …………………………………………………1

1.2.2 无机抗菌材料…………………………………………………………1

1.2.3 国内外抗菌材料的研究现状…………………………………………4

1.3 抗菌机理………………………………………………………………………4

1.4 抗菌玻璃材料…………………………………………………………………5

1.4.1 载银抗菌玻璃材料……………………………………………………5

1.4.2表面离子扩散抗菌玻璃………………………………………………6

1.4.3目前制造抗菌玻璃材料的方法有三大类……………………………6

第2章 抗菌玻璃材料的制备…………………………………………………………8

2.1 玻璃材料的准备………………………………………………………………8

2.2 配置熔盐及容器………………………………………………………………8

2.3 实验参数的确定………………………………………………………………8

第3章 抗菌玻璃材料测试方法………………………………………………………9

3.1 应力和深度……………………………………………………………………9

3.2 线扫描…………………………………………………………………………9

3.3 DSC……………………………………………………………………………10

3.4 荧光……………………………………………………………………………11

3.5 透过率…………………………………………………………………………11

第4章 抗菌玻璃材料制备中影响因素………………………………………………12

4.1 温度与时间对玻璃力学性能的影响…………………………………………12

4.2 温度与时间对离子交换深度的影响………………………………………13

4.3 温度与时间对玻璃透过率的影响…………………………………………14

4.4 线扫描………………………………………………………………………15

4.5 银离子深度…………………………………………………………………17

4.6 最佳工艺制度及其性能分析………………………………………………17

第5章 结论及展望…………………………………………………………………18

参考文献………………………………………………………………………………19

致谢……………………………………………………………………………………20

第1章 绪论

1.1 引言

细菌、霉菌作为病原菌对人类和动植物有很大危害，影响人们的健康和生活，甚至危及生命，微生物还会引起各种工业材料、食品、医药品、化妆品等分解、变质、腐败，带来重大的经济损失。所以具有杀菌和抗菌效果的的用品越来越引起人们的注意。一般而言，阻碍细菌生长、发育的性能称为抗菌，消灭细菌或接近无菌的状态的效果称为杀菌，具有抗菌或杀菌作用的材料统称为抗菌材料。人们很早以前就开始使用抗菌材料，比如很早就知道用银器盛装牛奶能杀菌保鲜。但是长期以来，细菌仍然给人们生产生活带来了巨大危害。据美国WHO报道，1995年死亡的5200万人中仅仅因为细菌感染而导致死亡的人数就有1700万。特别是日本1996年发生的全国范围内的病原性大肠肝菌事件。[^[1]]因此，抗菌材料的研究与生产发展对身体健康来说有非常重大的意义，因而也引起了全球人民对抗菌材料研究的高度重视。

随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人民对生活环境、生活质量、身体健康的要求越来越高，所以兴起发展研发生产具有抗菌效果的玻璃材料、玻璃制品。而且抗菌玻璃材料属于无机抗菌材料，安全性较高，不会伤害人的身体。抗菌玻璃材料现在仍然属于新型研发的材料，它在保有原有效用和装饰效果的同时，又具备了抗菌与杀菌的功能，扩大了它的应用领域。所以，目前抗菌玻璃行业产业化的关键是研制出实用性高，成本低的抗菌玻璃材料。[^[2]]

1.2 抗菌材料

1.2.1 抗菌材料的简单介绍

抗菌材料当前主要有3大类，分别是天然抗菌材料、有机抗菌材料和无机抗菌材料。天然抗菌材料和有机抗菌材料的研究较早，种类多，有毒、长效性、不耐高温性等缺点使使用受到限制。无机抗菌材料是近20年成长起来的一类抗菌材料，主要包括半导体光催化型、金属离子金属氧化物型等。这种抗菌材料具有良好的化学稳定性、热稳定性好、无毒性、广谱性、无药性等优点，在塑料、纤维、涂料、陶瓷等产品中的应用有很大的优势。在无机抗菌材料中，抗菌活性成份为金属的无机抗菌剂是当前钻研最为广泛的抗菌剂，此中以杀菌活性强且没有毒性的银系无机抗菌材料研究较多。[^[3]]本文主要的研究对象也为无机抗菌材料。

1.2.2 无机抗菌材料