納米ZnO處理桑蠶絲織物的抗菌抗紫外性能研究樣本

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。納米ZnO處理桑蠶絲織物的抗菌抗紫外性能研究作者簡介:作者簡介:程友剛,男,1982年10月生,碩士研究生,助教,主要從事纖維功能化改性研究。程友剛(鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇鹽城224005)摘要:為了改進蠶絲纖維的性能,提高真絲制品的附加值,采用平均粒徑為53.16nm左右的納米ZnO分散液對桑蠶絲織物進行,并測試其抗菌性能和抗紫外性能,結(jié)果表明,整理后的桑蠶絲織物對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌有優(yōu)異的抑菌作用,同時對紫外線有很好的屏蔽效果。關(guān)鍵詞:納米ZnO;桑蠶絲織物;抗菌性;抗紫外中圖分類號:TS14文獻標識碼:A改進真絲纖維的性能,提高附加值,有效地對真絲纖維材料進行改性,賦予普通真絲纖維的功能性,促進真絲纖維向其它消費領(lǐng)域滲透,是當前絲綢研究的重要方向[1]。利用無機納米材料對紡織品進行整理,改進其功能已成為當前紡織科學(xué)研究的熱點[2,3]。納米ZnO是一種重要的無機功能材料,在電子、橡膠、涂料、印染、醫(yī)藥和化工等許多行業(yè)都有重要的應(yīng)用,納米ZnO具有優(yōu)異的紫外屏蔽、紅外吸收和光催化性能,將其應(yīng)用在紡織品上,可賦子織物抗菌、自清潔和紫外防護等多種功能[4-5]。本文利用納米ZnO分散液對真絲進行整理,研究了整理后真絲織物的抗菌、抗紫外性能。1實驗部分1.1材料桑蠶絲電力紡(市售);納米ZnO粉體(南京海泰納米材料有限公司);特定納米分散劑及偶聯(lián)劑(南京曙光化工集團有限公司);氫氧化鈉(上海錦源精細化工廠,AR);大腸桿菌(E.coli),金黃色葡萄球菌(S.aureus)(蘇州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院提供)。1.2納米ZnO分散液的配制稱取一定量的納米ZnO粉體,加一定體積的去離子水,攪拌5min,然后滴加分散劑及偶聯(lián)劑,于40℃水浴中高速攪拌10min,再超聲10~15min,得到納米ZnO1.3織物整理工藝將試樣放入40℃納米ZnO分散整理液中(浴比1:60),浸漬振蕩一定時間,然后二浸二軋,軋余率70%,80℃預(yù)烘5min,1.4測試方法1.4.1粒徑表征測試用HPPS5001激光粒度儀測試納米ZnO分散液中粒子的粒徑及分布情況。1.4.2納米微粒形貌觀察用TecnaiG220型透射電鏡觀察納米微粒形貌。測試條件:加速電壓200kV,點分辨率0.24nm,線分辨率0.14nm。1.4.3抗菌性能測試將滅過菌的營養(yǎng)瓊脂傾倒入培養(yǎng)皿中,5min-10min后待瓊脂冷凝成半干的狀態(tài),取1×106cfu/ml～5×106cfu/ml的菌懸液1ml置于瓊脂上,用刮刀涂均勻,然后用鑷子直徑為5mm的圓形織物試樣貼在瓊脂上,再將培養(yǎng)皿倒置放入生化培養(yǎng)箱36℃恒溫培養(yǎng)48h后,用游標卡尺測量抑菌圈直徑。根據(jù)FZ/T73023-抗菌標準,抑菌圈直徑大于7mm1.4.4抗紫外性能測試用UV-1000F紫外透過分析儀(美國Labsphere公司)測試織物的紫外透過率及UPF值。2結(jié)果與討論2.1偶聯(lián)劑KH-570交聯(lián)機理硅烷偶聯(lián)劑水解生成的硅醇與在水溶液體系中的羥基反應(yīng),生成硅氧負離子,隨后硅氧負離子對另一個硅烷偶聯(lián)劑中的硅進行親核進攻,生成二聚體,當體系中存在其它極性物質(zhì)(如:納米ZnO)時,硅氧負離子會進攻極性物質(zhì)中帶有部分正電荷的原子:圖1硅烷偶聯(lián)劑作用機理圖2接枝在ZnO表面的KH-570結(jié)構(gòu)—R基是一類非水解的、可與有機高分子結(jié)合的的基團,它特殊的C=C雙鍵可與真絲纖維上的A—CH2—OH、A—CH2—COOH、A—CH2—NH2等基團發(fā)生Michael加成反應(yīng),從而使納米ZnO經(jīng)過KH-570與真絲形成牢固的化學(xué)交聯(lián)。2.2分散液中納米ZnO粒子的粒徑分布圖3納米ZnO粒徑分布由圖3可知,經(jīng)過分散處理的納米ZnO分散液體系中納米ZnO平均粒徑為53.16nm,且低于100nm的粒子占體系的98％,說明納米ZnO在處理液中取得了很好的分散結(jié)果。2.3納米形貌TEM測試abab圖4納米ZnOTEM照片:(a)未分散;(b)改性分散后圖4為未改性分散和改性分散后的納米ZnO形貌特征。由圖知,未進行分散的納米ZnO團聚現(xiàn)象很明顯,而經(jīng)分散的納米ZnO呈規(guī)則的多邊形,分散良好,且粒徑低于100nm。2.3織物抗菌性能測試表1不同條件處理織物的抑菌圈直徑(單位:mm)標準空白樣桑蠶絲織物非納米納米ZnO處理桑蠶絲織物納米納米ZnO處理桑蠶絲織物對大腸桿菌0﹤78.08.5對金黃色葡萄球菌0﹤78.49.2注:標準空白樣為FZ/T73023-抗菌標準中測試基準樣由表1可知,標準參照樣的抑菌圈直徑為0mm,經(jīng)非納米ZnO分散液處理的桑蠶絲織物對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌有一定抑菌作用,抑菌圈直徑分別為8.0mm,8.4mm,由圖3知經(jīng)納米ZnO分散液處理后織物對兩種菌的抑菌圈非常清晰且直徑分別達到8.5mm,9.2mm,可見整理后的織物對這兩種菌有很好的抑菌作用。另外,整理后的織物對金黃色葡萄球菌的抑菌作用大于對大腸桿菌,這可能是因為金黃色葡萄球菌是屬于革蘭氏陽性菌,其pI為2-3,大腸桿菌是屬于革蘭氏陰性菌其pI為4-5[6-7],故在近中性或弱堿性環(huán)境(營養(yǎng)瓊脂NAP2.3處理織物的抗紫外性能紫外線按照其輻射波長的不同,能夠劃分成UVA(波長為315～400nm)、UVB(波長為280～315nm)、UVC(波長在280nm以下)三個波段,能量最高的UVC能夠被距地面10～50km處的臭氧層吸收,不能到達地面,故本文選取波長280～450nm的UVA,UVB為研究對象。圖5不同條件處理織物的紫外透過率表2整理前后絲織物的紫外線防護性能樣品平均TUVA平均TUVBUPF值處理前桑蠶絲織物34.4%25.5%6.2非納米ZnO處理絲織物15.4%10.3%10.1納米ZnO處理絲織物5.3%4.3%24.6注:T為紫外光線在織物上的透過率由圖5和表1可看出,與整理前相比,整理后的絲織物在整個紫外波段的透過率都大幅下降,特別是經(jīng)納米ZnO處理的織物效果更為明顯,這是因為當ZnO顆粒粒徑小于100nm時,其禁帶寬度增加到大約在4.5eV(相當于大部分紫外光的能量),特別能夠很好的吸收280-350nm范圍內(nèi)的紫外線[8]。另外,織物的UPF值處理后也有很大的提高,表明真絲織物經(jīng)納米ZnO處理后賦予了很好的抗紫外效果。3結(jié)論3.1成功制備了納米氧化鋅整理液其粒徑低于100nm的占98％,平均粒徑達到51.3nm,分散良好。3.2經(jīng)納米ZnO分散液整理的桑蠶絲織物對和金黃色葡萄球菌均有很好的抑菌作用,其中對大腸桿菌抑菌圈直徑為8.0mm,對金黃色葡萄球菌為8.4mm,且對金黃色葡萄球菌有更好的抑菌效果。3.3整理后的桑絲織物在UVA,UVB波段透射率大幅度下降,UPF值也有很大提高,說明經(jīng)納米ZnO分散液整理的桑蠶絲織物具有了很好的抗紫外性能。參考文獻:[1]陳宇岳.絲綢纖維技術(shù)的研究進展及未來發(fā)展趨勢[J].蘇南科技開發(fā),,9(2):9-11[2]Y.H.Lu,H.Lin,Y.Y.Chen.StructureandperformanceofBombyxmorisilkModifiedwithNano-TiO2andChitosan[J].FibersandPolymers,,8(1):1-6[3]HavancsakK.nanotechnologyatpresentanditspromiseforthefuture[J].MaterrialScienceForum,,85-93[4]王津,周麗玲,傅政.納米ZnO/PP復(fù)合材料性能研究[J].青島科技大學(xué)學(xué)報,,24(6):507-510[5]趙曉娣等.納米ZnO在抗菌拒水拒油整理方面的應(yīng)用研究[J].染整技術(shù),,27(1):13-15[6]曲敏麗,姜萬超.納米氧化鋅抗菌機理探討[J].印染助劑,,(21):45-46[7]姜萬超.納米氧化鋅的制備、改性及其在紡織品品上的抗菌應(yīng)用研究[D].東華大學(xué)碩士論文:82-83[8]林艷紅等.ZnO納米粒子結(jié)構(gòu)對光電量子限域特性的影響[J].高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報,,24(11):2077-2079TheAntibacterialPerformanceandtheAnti-UVRadiationofB.morisilkTreatedwithNano-ZnOChengYougang(YanchengTextileVocationalTechnologyCollege,Yancheng,Jiangsu224005,Abstract:ForimprovingtheB.morisilkperformanceandenhancingthesilkproductattachmentvalue,theB.morisilkwastreatedwithnano-ZnOdispersionoftheparticlesaveragesizewasabout53.16nm.Theantibacterialandanti-UVperformancesoftreatedsilkfabricweretested.Theresultsshowthatthetreatedsilkfabrichasgoodan