微波原位生成纳米zno整理棉织物实验探究

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1、微波原位生成纳米ZnO整理棉织物实验探究　　摘要：本文利用改性超支化聚合物PNP和Zn（NO3）2为原料，通过微波法在棉织物中原位控制生成纳米ZnO，实现对织物的功能化整理。优化了其整理工艺，对整理后的棉织物进行了表征，测试了整理棉织物的抗紫外和抗菌性能。关键词：超支化聚合物；纳米氧化锌；微波；棉织物；抗紫外；抗菌中图分类号：TS195.6文献标志码：AMicrowaveAssistedinSituFabricationofZnONanoparticlesonCottonFabricforItsFu

2、nctionalFinishingAbstract：Thispaperdescribesamethodoffunctionalfinishingofcottonfabricsviamicrowaveassistedin-situgenerationofZnOnanoparticlesinthem.Themodifiedhyperbranchedpolymer（PNP）andzincnitratewereusedasthereagents.Thereactionconditionswereoptimi

3、zed.ThetreatedcottonfabricswerecharacterizedandtheirUVprotectionpropertiesandantibacterial7activitiesweremeasured.Keywords：hyperbranchedpolymer；ZnOnanoparticle；microwave；cottonfabric；UVprotection；antibacterialactivity超支化聚合物由于其丰富的末端官能团、近似球形的三维立体结构、内部大量空

4、腔、高溶解性、低粘度、高反应活性等物理、化学特征，使其在多个领域有着广泛的应用前景。基于超支化聚合物内部的空腔结构，利用其作为模板可以有效控制制备纳米材料。目前，已有利用超支化聚合物控制制备纳米银、纳米金、纳米ZnO米材料的研究报道。本课题组也自主设计、合成制备了一种以氨基为端基的超支化聚合物（HBP-NH2），并对其进行改性制备了改性超支化聚合物（PNP）。由于HBP-NH2和PNP中含有大量氨基，其在水溶液中显碱性，可与Zn（NO3）2直接在水溶液中加热反应，并在聚合物自身的控制作用下生成纳米Z

5、nO。并且，前期研究表明PNP对纳米材料的生成控制具有更好的效果。微波法具有加热速度快、反应时间短、内外同时加热、加热均匀、效率高、节能等优点，已在多种纳米材料的制备中得到应用。为了实现纳米ZnO对棉织物的功能化整理，本文利用PNP通过微波辐射法在棉织物中原位控制生成纳米ZnO，对整理工艺进行了优化，测试了整理后棉织物的抗菌、抗紫外性能，并对整理的棉织物进行了表征。71实验部分1.1材料与仪器实验材料：PNP（实验室自制）；六水合硝酸锌（分析纯）；浓硝酸（65%）；纯棉漂白布（120g/m2）；金黄

6、色葡萄球菌（S.aureus）ATCC6538，大肠杆菌（E.coli）ATCC8099（由苏州大学生命科学学院提供）；营养琼脂培养基（NA），营养肉汤培养基（NB）（上海中科昆虫生物技术开发有限公司）。（1）式中：Y为抑菌率，%；Wb为空白样振荡接触18h后烧瓶内的活菌浓度，CFU/mL；Wc为待测织物试样振荡接触18h后烧瓶内的活菌浓度，CFU/mL。为了获得不同ZnO含量整理的棉织物，在上述最佳浓度比例条件下，同时同比例改变两者浓度整理棉织物。由表1中数据可以看出，随着反应物浓度的提高，整理到

7、织物上的ZnO含量增加，UPF值上升，UVA和UVB透过率则不断降低。当Zn（NO3）2和PNP浓度分别为12mmol/L和9g/L时，整理的棉织物中ZnO含量为1.5%，其UPF值达到125.36±5.66。图37为相应的棉织物紫外线透过率曲线，未整理的棉织物（样品0）具有很高的紫外线透过率，而经整理的棉织物紫外线透过率明显下降，特别是对人体皮肤健康影响较大的UVB，并且随着整理到织物上的ZnO含量的增加不断降低，样品4的UVA和UVB透过率分别为5.71%和0.52%，能够达到很好的紫外线防护效

8、果。下面对微波法原位生成纳米ZnO整理的棉织物进行了表征，首先通过SEM观察了其整理前后微观形貌的变化。从图4中可以看出，未整理的棉织物纤维（图4（a））表面除棉纤维本身的特征沟槽外无任何附加物，相对较平滑，而经整理的棉织物纤维（图4（b））表面附着有大量细小颗粒，这些颗粒即为微波原位生成的纳米ZnO，SEM测量估算颗粒大小为20～100nm。图5为微波法原位生成纳米ZnO整理的棉织物的EDX谱图，图中显示出很强的Zn和O的峰，这是由于整理后棉织物表面大量的纳米ZnO