纳米粉体的疏散及对棉织物的抗菌整理研究
纳米粉体的疏散及对棉
织物的抗菌整理研究
近年来 ，，，，，随着科学手艺的前进和人民生涯水平的提高 ，，，，，人们对证料的熟悉与使用已经向多功效化方面生长 ，，，，，纺织业亦是云云。。。。。。在功效性、环保型纺织品已经成为当今纺织品市场主流的今天 ，，，，，功效性纺织品的开发研究己扩展到众多领域 ，，，，，其中纳米质料的应用即是其中的一种。。。。。。自然纤维织物因其服用的恬静性等而深受消耗者接待 ，，，，，可是棉织物自己保存一些弱点 ，，，，，如在相宜的条件下 ，，，，，一些病原菌如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠球菌等在棉织物上保存时间延伸 ，，，，，尤其是一些亵服、内裤的衣着情形易滋生细菌 ，，，，，并以人体的新陈代谢产品为营养物质迅速滋生 ，，，，，释放出令人恶心的臭味。。。。。。另外 ，，，，，它们还会使棉制品变色、发霉 ，，，，，诱发种种皮肤疾病 ，，，，，危害人体康健。。。。。。由于某些无机质料做成纳米级后有优越的抗菌功效 ，，，，，同时纳米功效质料耐热、无毒、稳固性强 ，，，，，因此纳米质料便作为新型的抗菌整理剂首先被选用 ，，，，，来取代对人体有毒性和刺激性的抗菌剂 ，，，，，成为开发绿色功效纺织品的一个主要偏向。。。。。。
现在 ，，，，，海内外正在研究和应用的将纳米微粒施加到纺织品上的要领主要有三种:(a)共混纺丝法(b)后整理法:吸尽法、涂层法和浸轧法(c)接枝法。。。。。。然而 ，，，，，时至今日 ，，，，，纳米粉体在纺织品中的应用仍然是一项生长中的手艺 ，，，，，这是由于纳米微粒外貌活性很大 ，，，，，易爆发团圆 ，，，，，且不易与纤维质料连系固着。。。。。。因此 ，，，，，怎样使纳米粒子匀称地疏散在纺织品上 ，，，，，且实现纳米粒子与纤维的牢靠连系 ，，，，，是纳米功效纺织品开发和应用的要害手艺。。。。。。
本文借助于粘合剂把纳米粉体TiO2和ZnO施加到棉织物上 ，，，，，并对它们的疏散性、抗菌性以及它们复合物的协同效应举行了研究。。。。。。
2实验部分
2·1实验质料和仪器
2·1·1质料及试剂
纳米ZnO和纳米TiO2(江苏河海纳米科技股份有限公司);十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠和硅酸钠(天津市化学试剂六厂);低聚丙烯酸钠(上海长风化工厂);染色用粘合剂和渗透剂JFS(烟台三和化学试剂有限公司)。。。。。。
2·1·2织物规格
经由前处理的纯棉织物:规格40/40×133×72。。。。。。
2·1·3实验仪器
超声波洗濯器SK5200H(上�？？频汲瞧饔邢薰�)85-2恒温磁力搅拌器(常州国华电器有限公司);HH数显恒温水浴锅(江苏省金坛市宏华仪器厂);EL-400立式气动小轧车(上海朗高纺织装备有限公司);电子天平(北京赛多利斯天平有限公司);pH25型酸度计(上海虹益仪器厂)。。。。。。
2·2纳米粉体的疏散性实验
2·2·1佳疏散剂和pH值的选择
将0.10g等量疏散剂(聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硅酸钠)划分加入到盛有100mL蒸馏水的烧杯中 ，，，，，每种疏散剂划分配六份溶液 ，，，，，搅匀后准确调理pH值 ，，，，，使含相同疏散剂的溶液的pH值依次为5、6、7、8、9、10 ，，，，，后加入0.15g纳米复合粉体(ZnO:TiO2=1:1) ，，，，，并用超声波洗濯器振荡1.5h ，，，，，然后取出1OmL放入1OmL试管中静置7天 ，，，，，读取上层澄清液体积。。。。。。
2·2·2佳疏散剂用量的选择
准确称取5份差别量的聚丙烯酸钠划分加入到盛有1OOmL蒸馏水的烧杯中 ，，，，，依次配成差别含量的水溶液 ，，，，，调理pH=9 ，，，，，然后加入0.15g纳米粉体(ZnO:TiO2=1:1) ，，，，，并用超声波洗濯器振荡1.5h ，，，，，然后取出1OmL放入1OmL试管中静置7天 ，，，，，读取上层澄清液体积。。。。。。
2·3棉织物抗菌整理工艺
2·3·1处方与条件
2·3·2实验方法
称取十五块重为5.0g的纯棉试样 ，，，，，按2·3·1处方配制纳米整理液 ，，，，，每个处方划分按表l配五份整理液 ，，，，，然后将试样浸在整理液中 ，，，，，在45℃下浸3Omin ，，，，，后二浸二轧 ，，，，，轧余率为75% ，，，，，在80℃预烘5min ，，，，，160℃焙烘3min ，，，，，获得1#-5#五块整理试样。。。。。。
表1所用纳米ZnO和TiO2的质量比值
------------------------------------------------
|编号# | 1 | 2 | 3 | 4 | 5|
|---------|------|--------|------|-------|------|
|ZnO:TiO2| 1:0| 0:1 | 1:1| 2:1| 3:1|
------------------------------------------------
2·4抗菌效果测定
按纺织行业标准FZ/T01021-92对棉织物举行抗菌性能测试 ，，，，，所用菌种为金黄色葡萄球菌。。。。。。
2·5耐洗性测定
参照GB/T8629-2001标准 ，，，，，将2g/L的洗涤液和待洗织物放入洗衣机中 ，，，，，凭证4A程序(用于特殊整理织物的洗涤程序)举行洗涤 ，，，，，测定其抗菌性能。。。。。。
3效果与讨论
3·1疏散剂和pH值对疏散系统的影响
3·1·lPAA-Na在差别pH值下对纳米粉体的疏散性影响
表2疏散系统上层清液体积百分数与pH值的关系
----------------------------------------------------------------
|疏散系统PH值 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|--------------|-------|-------|--------|------|--------|-------|
|澄清液体积mL | 10 | 4 | 3.6| 3.6| 1.6| 1.6|
|--------------|-------|-------|--------|------|--------|-------|
|体积百分数% | 100 | 40 | 36 | 36 | 16 | 16 |
----------------------------------------------------------------
3·1·2六偏磷酸钠在差别pH值下对纳米粉体的疏散性影响
表3疏散系统上层清液体积百分数与pH值的关系
----------------------------------------------------------------
|疏散系统PH值 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|--------------|-------|-------|--------|------|--------|-------|
|澄清液体积mL | 10 | 5 | 3.2| 2.6| 2.0| 1.8|
|--------------|-------|-------|--------|------|--------|-------|
|体积百分数% | 100 | 50 | 32 | 26 | 20 | 18 |
----------------------------------------------------------------
3·1·3SDBS在差别pH值下对纳米粉体的疏散性影响
表4疏散系统上层清液体积百分数与pH值的关系
----------------------------------------------------------------
|疏散系统PH值 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|--------------|-------|-------|--------|------|--------|-------|
|澄清液体积mL | 10 | 10 | 10 | 8.6| 5.8| 2.2|
|--------------|-------|-------|--------|------|--------|-------|
|体积百分数% | 100 | 100 | 100 | 80 | 58 | 22 |
----------------------------------------------------------------
3·1·4硅酸钠在差别pH值下对纳米粉体的疏散性影响
表5疏散系统上层清液体积百分数与pH值的关系
----------------------------------------------------------------
|疏散系统PH值 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|--------------|-------|-------|--------|------|--------|-------|
|澄清液体积mL | 10 | 5.6| 3.8| 2.9| 2.0| 1.6|
|--------------|-------|-------|--------|------|--------|-------|
|体积百分数% | 100 | 56 | 38 | 29 | 20 | 16 |
----------------------------------------------------------------
由表2至表5可知 ，，，，，聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硅酸钠四种疏散剂对纳米粉体水疏散系统均有稳固作用。。。。。。当加入相同量的疏散剂时聚丙烯酸钠在pH=9和pH=l0时 ，，，，，纳米粉体的水疏散系统上层清液的体积百分数少 ，，，，，疏散效果好 ，，，，，这是由于疏散剂在颗粒外貌形成吸附层 ，，，，，爆发并强化空间位阻效应 ，，，，，使颗粒间的位阻倾轧作用能增大 ，，，，，同时 ，，，，，还增大了颗粒外貌电位的绝对值 ，，，，，提高了颗粒间静电倾轧作用能。。。。。。以是试验中选用聚丙烯酸钠作为纳米粉体水疏散系统的疏散剂 ，，，，，且在pH=9时使用此疏散剂 ，，，，，这是由于在使用中不需要过量调理纳米粉体水疏散系统的pH值 ，，，，，不会给后续工艺引入杂质粒子。。。。。。
3·2聚丙烯酸钠的用量对疏散性能的影响
由图1知 ，，，，，上层澄清液的体积随聚丙烯酸钠含量的增添先减小后增添 ，，，，，在聚丙烯酸钠含量为2%时其上层澄清液体积百分数小 ，，，，，批注此时疏散系统稳固。。。。。。当聚丙烯酸钠的含量低于2%和高于2%时疏散系统的稳固性降低 ，，，，，这是由于聚丙烯酸钠的含量较低时 ，，，，，它不可完全笼罩粒子的外貌 ，，，，，这样吸附在某一外貌的高分子链将同时粘附于另一质点的未被笼罩的外貌 ，，，，，通过桥联的方式将两个或多个的质点拉在一起 ，，，，，引起絮凝；；；当加大过量的聚丙烯酸钠时 ，，，，，抵达过饱和吸附 ，，，，，这时伸向水中的链就会纠葛在一起 ，，，，，同样会使颗粒爆发团圆 ，，，，，故聚丙烯酸钠的加入量有一佳值 ，，，，，并不是越多越好。。。。。。
3·3抗菌性测试效果
抗菌性能测试效果见表6:
表6细菌镌汰百分率
-------------------------------------------------------------
|纳 米 | 试样# |
| |--------------------------------------------------|
|用 量 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|--------|---------|----------|----------|----------|--------|
|2% | 81.6 | 80.4 | 85.0 | 85.3 | 85.1|
|--------|---------|----------|----------|----------|--------|
|3% | 94.0 | 91.5 | 95.0 | 96.2 | 96.7|
|--------|---------|----------|----------|----------|--------|
|5% | 96.1 | 93.0 | 99.9 | 99.9 | 99.9|
-------------------------------------------------------------
表6批注 ，，，，，随着纳米粉体用量的增添 ，，，，，抗菌率增添 ，，，，，当用量在3%-5%时抗菌性较量好。。。。。。另外 ，，，，，在纳米TiO2中添加部分纳米ZnO或在纳米ZnO中添加部分纳米TiO2 ，，，，，其处理织物的抗菌效果要比简单纳米质料的抗菌效果好一些 ，，，，，说明纳米TiO2 ，，，，，和ZnO之间保存纳米协同效应。。。。。。这主要是由于纳米TiO2和ZnO的外貌原子所处的情形和禁带宽度差别 ，，，，，粒子的外貌效应保存差别 ，，，，，故对光照尤其是紫外线的吸收有其特征的波段。。。。。。当纳米TiO2和ZnO复合物处理到棉织物上后 ，，，，，能在更宽的波段规模内吸收紫外线 ，，，，，更多的剖析出自由移动的带负电的电子(e↑)和带正电的空穴(h+) ，，，，，并形成光生电子-空穴对 ，，，，，它们与周围的水和氧反映天生更多的02、HO·、HO2·和H2O2从而更好的把细菌杀死 ，，，，，使织物的抗菌效果获得提高 ，，，，，但实验中没有找出具有佳协同效应的TiO2和ZnO的混淆比例 ，，，，，有待于进一步研究。。。。。。
3·4耐洗性
取纳米粉体用量为3%的4#试样凭证GB/T8629-2001标准中的4A程序举行洗涤 ，，，，，水洗一次、五次和十次后测其抗菌率 ，，，，，效果见表7:
表7水洗次数和细菌镌汰百分率的关系
-----------------------------------------------
|水洗次数 | 一次 | 五次 | 十次|
|-----------|------------|------------|---------|
|抗菌率% | 90.5% | 81.3% | 73.6%|
-----------------------------------------------
由表7可知 ，，，，，经由整理的织物水洗牢度较量好 ，，，，，水洗十次以后织物的抗菌率在70%以上。。。。。。
4结论
4·1低聚丙烯酸钠比其它三种疏散剂的疏散效果好 ，，，，，且在pH=9或10时纳米微粒的疏散效果好 ，，，，，悬浮液稳固。。。。。。
4·2 当纳米粉体用量为3%(owf) ，，，，，低聚丙烯酸钠用量为2%(owf)时 ，，，，，纳米微粒的疏散效果好。。。。。。
4·3 纳米ZnO的抗菌性比纳米TiO2的抗菌性好 ，，，，，纳米TiO2/ZnO复合粉体的抗菌性要比简单纳米TiO2或ZnO的抗菌性要好 ，，，，，这证实晰复合纳米粉体协同效应的保存。。。。。。
4·4纳米粉体用量大于即是3%(owf)时 ，，，，，棉织物具有很好的抗菌性 ，，，，，且洗涤10次抑菌率仍达70%以上。。。。。。1yPI7D
