聚合物基改性納米ZnO復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域研究的熱點之一。本研究通過摻雜和沉積分別對納米ZnO進行改性，進而將改性納米ZnO與季銨鹽共聚物復合，獲得聚合物基改性納米ZnO復合材料；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結合實現(xiàn)棉織物長效的抗菌防霉性能。
　　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，考察了鋅源用量、改性劑用量對改性納米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）等對改性納米ZnO進行了表征。進而考察了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、紫外防護性能和物理機械性能。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，進而與二甲基二烯丙基氯化銨、烯丙基縮水甘油醚進行自由基共聚合，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）復合材料。以體系穩(wěn)定性、旋轉粘度和單體轉化率等為指標，考察了改性納米ZnO用量和體系pH對復合材料的影響；采用傅里葉紅外變換光譜（FT-IR）、XRD和TEM等對復合材料進行了表征。將該復合材料應用于棉

4、織物整理，考察了棉織物的抗菌性能、防霉性能、耐洗牢度、紫外防護性能和物理機械性能。
　　當Ce的摻雜量為2.5％時，Ce-ZnO納米材料具有較優(yōu)的紫外-可見吸收性能。XRD結果表明：Ce摻雜進入納米ZnO的晶格內部。TEM結果表明：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Ce摻雜量為2.5%時，Ce-ZnO棒長約為180nm，直徑約為40nm。應用結果表明：與納米ZnO整理棉織物相比，Ce-ZnO整

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

6、合材料賦予棉織物良好且長效的抗菌性能和紫外防護性能，但基本無防霉性能。
　　當Ag的沉積量為1.5%時，Ag/ZnO的紫外-可見吸收性能較優(yōu)。TEM結果表明：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長約為170nm，直徑約為30nm。應用結果表明：Ag的沉積量為3.0%時，Ag/ZnO整理棉織物對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌的抗菌率分別為91.5%、95.6%和98.2%，防霉等級達到1級。