原位聚合制備PET-Cu2O納米復(fù)合樹脂及其纖維抗菌性能研究.pdf

1、工業(yè)化大量生產(chǎn)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(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,人們對身體健康和衛(wèi)生保健的意識(shí)愈來愈強(qiáng),因而對抗菌纖維及其紡織品提出了更高的要求。無機(jī)抗菌材料中的銅系納米材料價(jià)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(zhì)，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(fù)合樹脂會(huì)造成納

2、米粒子嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象，團(tuán)聚體失去納米特性，導(dǎo)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(yán)重團(tuán)聚現(xiàn)象而導(dǎo)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(fù)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(jié)構(gòu)、性能上的差異。課題主要的工作內(nèi)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(fù)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(jī)造粒，制備了PET/Cu2O納米復(fù)合樹脂。分析了納米Cu2O的加入對聚合反應(yīng)的影響，且對原位聚合、共混法制得的復(fù)合樹脂的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)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(yīng)的酯化、縮聚過程均不產(chǎn)生影響。紅外測試表明，共混法制備的復(fù)合樹脂其分子結(jié)構(gòu)中存在更多的端羧基。SEM分析復(fù)合樹脂斷面表明，相比于共混法制備的復(fù)合樹脂，納米Cu2O在原位聚

4、合制備的復(fù)合樹脂的斷面上分布更均勻且團(tuán)聚現(xiàn)象不明顯、分散性好。粘度測試結(jié)果表明，與原位聚合制備的復(fù)合樹脂相比，共混法制備的復(fù)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(fù)合樹脂進(jìn)行熔融紡絲，制備了六種PET/Cu2O納米復(fù)合纖維。并對兩種制備方法制得樹脂所紡的復(fù)合纖維的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行測試對比。SEM分析纖維表面形態(tài)結(jié)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(fù)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(tuán)聚體的數(shù)量更多、尺寸較大，部分達(dá)到2～3μm。單絲強(qiáng)度測試儀結(jié)果顯示，隨著納米Cu2O添加比例的增大，復(fù)合纖維斷裂強(qiáng)度均減小，且相同納米Cu2O添加比例的復(fù)合樹脂，原位聚合法制備樹脂所紡的纖維其強(qiáng)度比共混樹脂制備的纖維高47%至72%。將復(fù)合纖維制備成相同密度的織布，進(jìn)行抗菌性能測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果