季銨鹽聚合物-納米氧化鋅復(fù)合材料的合成及其性能研究.pdf

1、棉織物具有吸濕性強(qiáng)、手感柔軟、穿著舒適和外觀樸素等優(yōu)點(diǎn)，但耐微生物性能較差，為微生物提供了繁殖環(huán)境。因此，研究?jī)?yōu)良長(zhǎng)效的棉織物用抗菌材料是紡織品研究的熱點(diǎn)之一。本研究擬利用N+和納米氧化鋅的協(xié)同作用提高織物的抗菌性能，通過環(huán)氧基與棉纖維表面羥基形成的化學(xué)鍵結(jié)合，有效提高棉織物的耐洗牢度。
　　本研究以二甲基二烯丙基氯化銨、烯丙基縮水甘油醚、甲基丙烯酸為原料，通過自由基聚合法分別制備了聚二甲基二烯丙基氯化銨-烯丙基縮水甘油醚（PDM

2、DAAC-AGE）和聚二甲基二烯丙基氯化銨-烯丙基縮水甘油醚-甲基丙烯酸(PDMDAAC-AGE-MAA)。以單體轉(zhuǎn)化率、聚合物旋轉(zhuǎn)粘度等為指標(biāo)，考察了加料方式、引發(fā)劑種類和用量等因素對(duì)聚合工藝的影響;采用傅立葉紅外光譜(FT-IR)、核磁共振氫譜(1H-NMR)對(duì)聚合物進(jìn)行了表征。在此基礎(chǔ)上，通過共混法和原位法分別制備了PDMDAAC-AGE/納米ZnO和PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復(fù)合材料;采用FT-IR、X-射線衍射

3、(XRD)和透射電鏡(TEM)等對(duì)PDMDAAC-AGE/納米ZnO復(fù)合材料和PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征。將復(fù)合材料應(yīng)用于棉織物整理中，考察了整理棉織物的抗菌性、耐洗牢度和紫外吸收等性能，對(duì)整理后棉纖維表面進(jìn)行了SEM-EDS測(cè)試。
　　選擇6.0％的過硫酸鉀(KPS)作為引發(fā)劑，采用分批次加入的加料方式，制備了單體轉(zhuǎn)化率為99.4％的PDMDAAC-AGE;FT-IR和1H-NMR結(jié)

4、果表明:聚合物中有環(huán)氧官能團(tuán)。當(dāng)納米ZnO用量小于1.2％時(shí)，采用原位法能夠制備穩(wěn)定性良好的PDMDAAC-AGE/納米ZnO復(fù)合材料，F(xiàn)T-IR和XRD結(jié)果表明:復(fù)合材料存在環(huán)氧基團(tuán)以及納米氧化鋅;TEM結(jié)果表明:復(fù)合材料中納米ZnO分散良好。應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:PDMDAAC-AGE/納米ZnO復(fù)合材料整理棉織物對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率達(dá)99％以上，紫外透過率為25％;經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)洗滌10次（相當(dāng)于家用洗衣機(jī)洗滌50次

5、）后，整理棉織物對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌的抗菌率在90％以上，對(duì)白色念珠菌的抗菌率降為75％，紫外透過率為40％。SEM-EDS結(jié)果表明:PDMDAAC-AGE/納米ZnO復(fù)合材料附著在棉纖維表面。
　　選擇6.0％的過硫酸銨(APS)作為引發(fā)劑，采用分批次加料方式，制備了單體轉(zhuǎn)化率為98.0％的PDMDAAC-AGE-MAA;FT-IR和1H-NMR結(jié)果表明:聚合物中有環(huán)氧基和羧基官能團(tuán)。當(dāng)聚合物PDMDAAC-AGE-MAA

6、的pH為2.6和3.0時(shí)，采用共混法能夠得到穩(wěn)定的PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復(fù)合材料。TEM結(jié)果表明:當(dāng)聚合物PDMDAAC-AGE-MAA的pH為2.6和3.0時(shí)，PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復(fù)合材料分別具有核殼結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)條狀形貌;FT-IR和XRD結(jié)果表明:復(fù)合材料中存在環(huán)氧基和羧基以及納米氧化鋅。應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復(fù)合材料整理棉織物對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白

7、色念珠菌的抗菌率達(dá)85％以上，紫外透過率為75％;經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)洗滌1次后，整理棉織物對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌的抗菌率在85％左右，對(duì)白色念珠菌的抗菌率為70％，紫外透過率為85％。
　　當(dāng)納米ZnO用量小于0.8％時(shí)，采用原位法能夠制備穩(wěn)定性良好的PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復(fù)合材料。FT-IR和XRD結(jié)果表明:復(fù)合材料中有環(huán)氧基、羧基和納米氧化鋅;TEM結(jié)果表明:納米ZnO分散性良好。應(yīng)用結(jié)果表明:采用濃度為25g/L

8、的PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復(fù)合材料整理棉織物對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌表現(xiàn)出了優(yōu)異的抗菌性能，抗菌率均達(dá)99％以上，紫外透過率為20％;經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)洗滌10次后，整理織物對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌的抗菌率在90％以上，紫外透過率為65％，表現(xiàn)出良好的耐洗牢度，具有長(zhǎng)效性能;PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復(fù)合材料不影響織物的機(jī)械強(qiáng)度。SEM-EDS結(jié)果表明:經(jīng)洗滌后，PDMDAAC-AGE-