銅鋅復(fù)配協(xié)同改性聚酯纖維的制備及其抗菌性能研究.pdf

1、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)纖維具有成本低、強度高、速干及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于服裝、家紡等領(lǐng)域。常規(guī)PET纖維不具有殺死病菌的能力，纖維本身是一種高表面積的物質(zhì)，有利于微生物的附著滋生及傳播。隨著人們對于環(huán)保、安全等方面意識的增強，因此開發(fā)具有抗菌性能的PET纖維具有重要意義。
　　PET纖維的抗菌性能，主要取決于抗菌劑性能。首先需要對抗菌劑體系展開研究。目前抗菌劑主要有天然抗菌劑，有機抗菌劑和無機抗菌劑，無機抗菌劑因其高

2、效抗菌性、廣譜性、穩(wěn)定性的優(yōu)點而越來越受到重視。同時，抗菌劑也正向朝著生態(tài)、綠色、安全的方向發(fā)展，抗菌劑的安全性也是影響其使用范圍的重要因素。納米氧化鋅(ZnO)具有較高的光催化活性、抗菌性，具有穩(wěn)定性好、價格低廉、資源豐富的優(yōu)點，且安全性好，是一種優(yōu)異的生態(tài)抗菌劑。但是由于其禁帶寬度的限制，一般只有在紫外光照下才具有很高的催化活性，因此拓寬其光響應(yīng)范圍來提高抗菌性能是十分必要的。
　　本文通過凝膠-溶膠法制備了納米銅-鋅(Cu-

3、ZnO)抗菌劑，并通過熔融共混、原位聚合兩種方法分別制備了PET/Cu-ZnO復(fù)合材料，進一步通過熔融紡絲制備了抗菌 PET纖維，并研究了纖維的物化性能及抗菌性能，主要結(jié)論入下：
　?。?）成功制備了5種不同復(fù)配比例的納米Cu-ZnO，TGA結(jié)果表明前驅(qū)體的最優(yōu)煅燒溫度為600℃；XRD結(jié)果表明納米Cu-ZnO中Cu摻雜ZnO的固溶度均不超過5％；TEM及粒徑分析表明納米Cu-ZnO的粒徑在100~200 nm；紫外-可見光光譜結(jié)

4、果表明隨著銅含量的增大，納米Cu-ZnO對可見光吸收增強，抗菌性能增強；Cu-ZnO(0.1:1)對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有優(yōu)異的抗菌效果。
　　（2）通過雙螺桿共混擠出法成功制備了5種不同抗菌劑占比的共混抗菌PET切片。隨著納米Cu-ZnO含量增加，改性PET切片結(jié)晶能力先增大后減小，結(jié)晶速率增大，熱穩(wěn)定性提高，Tc由190℃升至212.7℃，Td由405.2℃升高到410.7℃。
　?。?）通過熔融紡絲制備了共混抗菌

5、PET纖維。隨著納米Cu-ZnO抗菌劑含量增加，其在纖維中的分散性變差，發(fā)生團聚現(xiàn)象；當納米Cu-ZnO含量為0.5wt%時，斷裂強度為2.21 cN/dtex，斷裂伸長率為58.26%；抗菌測試表明，當納米Cu-ZnO抗菌劑的含量為1wt%，共混抗菌PET纖維抗菌性能達到國標(GB/T20944.3-2008)要求，樣品經(jīng)過50次洗滌后，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率分別為73.6%和80.1%，仍具有良好的抗菌效果。
　　

6、（4）利用原位聚合法制備4種納米Cu-ZnO抗菌劑改性PET切片，其特性粘度在0.665~0.712 dL/g，而ZnO改性PET切片特性粘度在0.722~0.736 dL/g，PET中二甘醇含量大于10%；DSC結(jié)果表明二甘醇含量過高，Tm，Tc下降幅度明顯；納米Cu-ZnO起著成核劑的作用，當添加量為0.5%時，Tc由190℃升至212.9℃；
　?。?）通過熔融紡絲制備了原位聚合抗菌PET纖維，納米Cu-ZnO抗菌劑在纖維中

7、分布均勻，尺寸在100~200 nm，與PET基體相容性及其分散性較共混抗菌 PET纖維更為優(yōu)異；當納米 Cu-ZnO含量為0.5wt%時，纖維的斷裂強度達3.3 cN/dtex，斷裂伸長率為36.4%?？咕鷾y試表明，當納米Cu-ZnO抗菌劑的含量為1wt%，纖維對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率分別為90.8%和91.2%；過50次洗滌后，1wt%抗菌改性纖維對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率分別為88.1%和90.1%，仍具有良好的