聚合物基改性納米ZnO復(fù)合抗菌材料的制備及性能.pdf

1、棉織物具有良好的透氣性和舒適度而深受人們的喜愛，但其衛(wèi)生性能較差，因此，棉織物用抗菌防霉整理劑成為紡織品領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。本研究通過摻雜和沉積分別對(duì)納米ZnO進(jìn)行改性，進(jìn)而將改性納米ZnO與季銨鹽共聚物復(fù)合，獲得聚合物基改性納米ZnO復(fù)合材料；通過改性納米ZnO與N+的協(xié)同作用賦予棉織物廣譜的抗菌防霉性能，利用聚合物基中環(huán)氧基與棉纖維上羥基的化學(xué)結(jié)合實(shí)現(xiàn)棉織物長(zhǎng)效的抗菌防霉性能。
　　首先采用共沉淀法分別制備了Ce摻雜納米ZnO

2、（Ce-ZnO）和Ag沉積納米ZnO（Ag/ZnO）。以紫外-可見吸光度為指標(biāo)，考察了鋅源用量、改性劑用量對(duì)改性納米ZnO制備工藝的影響；采用X-射線衍射（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）和掃描電子顯微鏡（SEM）等對(duì)改性納米ZnO進(jìn)行了表征。進(jìn)而考察了Ce-ZnO和Ag/ZnO整理棉織物的抗菌性能（金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌）、防霉性能、紫外防護(hù)性能和物理機(jī)械性能。采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）使改

3、性納米ZnO雙鍵化，進(jìn)而與二甲基二烯丙基氯化銨、烯丙基縮水甘油醚進(jìn)行自由基共聚合，分別制備了聚合物基Ce摻雜納米ZnO（P(DMDAAC-AGE)/(Ce-ZnO)）和聚合物基Ag沉積納米ZnO（P(DMDAAC-AGE)/Ag/ZnO）復(fù)合材料。以體系穩(wěn)定性、旋轉(zhuǎn)粘度和單體轉(zhuǎn)化率等為指標(biāo)，考察了改性納米ZnO用量和體系pH對(duì)復(fù)合材料的影響；采用傅里葉紅外變換光譜（FT-IR）、XRD和TEM等對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了表征。將該復(fù)合材料應(yīng)用于棉

4、織物整理，考察了棉織物的抗菌性能、防霉性能、耐洗牢度、紫外防護(hù)性能和物理機(jī)械性能。
　　當(dāng)Ce的摻雜量為2.5％時(shí)，Ce-ZnO納米材料具有較優(yōu)的紫外-可見吸收性能。XRD結(jié)果表明：Ce摻雜進(jìn)入納米ZnO的晶格內(nèi)部。TEM結(jié)果表明：Ce-ZnO為棒狀，隨著摻雜量的增加，ZnO納米棒的尺寸先減小后增加；當(dāng)Ce摻雜量為2.5%時(shí)，Ce-ZnO棒長(zhǎng)約為180nm，直徑約為40nm。應(yīng)用結(jié)果表明：與納米ZnO整理棉織物相比，Ce-ZnO整

5、理棉織物對(duì)金黃色葡萄球菌和白色念珠菌有較強(qiáng)的抗菌性能，當(dāng)Ce摻雜量為2.5%時(shí)，抗菌率最高分別為87.9%和84.9%，而對(duì)大腸桿菌的抗菌性能有所降低。
　　當(dāng)體系pH為3.5，Ce-ZnO用量為0.8%時(shí)，P(DMDAAC-AGE)/(Ce-ZnO)復(fù)合材料穩(wěn)定性較好。應(yīng)用結(jié)果表明：濃度為30g/L復(fù)合材料整理棉織物的抗菌率可達(dá)到99.3%以上；經(jīng)過11次（相當(dāng)于家洗55次）標(biāo)準(zhǔn)洗滌后，棉織物的抗菌率仍可達(dá)到99.1%以上。該復(fù)

6、合材料賦予棉織物良好且長(zhǎng)效的抗菌性能和紫外防護(hù)性能，但基本無防霉性能。
　　當(dāng)Ag的沉積量為1.5%時(shí)，Ag/ZnO的紫外-可見吸收性能較優(yōu)。TEM結(jié)果表明：直徑約為15nm的球狀納米銀沉積于棒狀的納米ZnO表面，納米ZnO長(zhǎng)約為170nm，直徑約為30nm。應(yīng)用結(jié)果表明：Ag的沉積量為3.0%時(shí)，Ag/ZnO整理棉織物對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌的抗菌率分別為91.5%、95.6%和98.2%，防霉等級(jí)達(dá)到1級(jí)。