原位聚合制備PET-Cu2O納米復合樹脂及其纖維抗菌性能研究.pdf

1、工業(yè)化大量生產的聚酯纖維(PET)俗稱滌綸，是合成纖維的第一大品種。PET纖維具有許多優(yōu)良的性能，如耐皺性、彈性、尺寸穩(wěn)定性、電絕緣性以及耐弱酸弱堿性等。隨著科學技術的快速發(fā)展,人們對身體健康和衛(wèi)生保健的意識愈來愈強,因而對抗菌纖維及其紡織品提出了更高的要求。無機抗菌材料中的銅系納米材料價格較低，抗菌效果較為顯著、且安全性高，特別是其具有高溫穩(wěn)定的性質，使其在熔融紡絲制備抗菌纖維中得到越來越多的重視。但是常規(guī)的共混法制備復合樹脂會造成納

2、米粒子嚴重的團聚現(xiàn)象，團聚體失去納米特性，導致納米粒子的抗菌性能減弱甚至是消失。本課題針對常規(guī)共混法及其纖維過程中存在較為嚴重團聚現(xiàn)象而導致抗菌效果低的問題，采用了原位聚合的方法，制備PET/Cu2O納米復合樹脂并紡成其纖維，并比較其與共混法制備的樹脂及纖維在結構、性能上的差異。課題主要的工作內容如下：
　　1.直接酯化合成聚酯過程中采用原位聚合的方法制備了納米Cu2O添加比例分別為0.2％、0.4%、0.6%的PET/Cu2O納

3、米復合樹脂。另一方面，合成純PET并與不同比列的納米Cu2O共混，通過雙螺桿擠出機造粒，制備了PET/Cu2O納米復合樹脂。分析了納米Cu2O的加入對聚合反應的影響，且對原位聚合、共混法制得的復合樹脂的結構性能進行測試對比。聚合工藝參數(shù)表明，納米Cu2O的加入對聚合反應的酯化、縮聚過程均不產生影響。紅外測試表明，共混法制備的復合樹脂其分子結構中存在更多的端羧基。SEM分析復合樹脂斷面表明，相比于共混法制備的復合樹脂，納米Cu2O在原位聚

4、合制備的復合樹脂的斷面上分布更均勻且團聚現(xiàn)象不明顯、分散性好。粘度測試結果表明，與原位聚合制備的復合樹脂相比，共混法制備的復合樹脂其粘度值下降約13%，且納米Cu2O添加比例越高，粘度下降的幅度越大。
　　2.分別對兩種不同制備方法、三種不同納米Cu2O添加比例的復合樹脂進行熔融紡絲，制備了六種PET/Cu2O納米復合纖維。并對兩種制備方法制得樹脂所紡的復合纖維的結構性能進行測試對比。SEM分析纖維表面形態(tài)結果表明，大多數(shù)納米Cu

5、2O被包覆在PET纖維之中，且相比于原位聚合制備樹脂所紡的纖維，共混法樹脂所紡的復合纖維，納米Cu2O在其表面分布不均勻，部分密集、部分稀疏，且團聚體的數(shù)量更多、尺寸較大，部分達到2～3μm。單絲強度測試儀結果顯示，隨著納米Cu2O添加比例的增大，復合纖維斷裂強度均減小，且相同納米Cu2O添加比例的復合樹脂，原位聚合法制備樹脂所紡的纖維其強度比共混樹脂制備的纖維高47%至72%。將復合纖維制備成相同密度的織布，進行抗菌性能測試，實驗結果