纳米zno 处理桑蚕丝织物的抗菌抗紫外性能研究

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1、纳米ZnO处理桑蚕丝织物的抗菌抗紫外性能研究作者简介：程友刚,男,1982年10月生,硕士研究生,助教,主要从事纤维功能化改性研究。程友刚（盐城纺织职业技术学院江苏盐城224005）摘要:为了改善蚕丝纤维的性能，提高真丝制品的附加值，采用平均粒径为53.16nm左右的纳米ZnO分散液对桑蚕丝织物进行，并测试其抗菌性能和抗紫外性能，结果表明，整理后的桑蚕丝织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有优异的抑菌作用，同时对紫外线有很好的屏蔽效果。关键词：纳米ZnO；桑蚕丝织物；抗菌性；抗紫外中图分类号：TS14文献标识码：A改善真丝纤维的性能，提高附

2、加值，有效地对真丝纤维材料进行改性，赋予普通真丝纤维的功能性，促进真丝纤维向其他消费领域渗透，是目前丝绸研究的重要方向[1]。利用无机纳米材料对纺织品进行整理，改善其功能已成为目前纺织科学研究的热点[2,3]。纳米ZnO是一种重要的无机功能材料，在电子、橡胶、涂料、印染、医药和化工等许多行业都有重要的应用，纳米ZnO具有优异的紫外屏蔽、红外吸收和光催化性能，将其应用在纺织品上，可赋子织物抗菌、自清洁和紫外防护等多种功能[4-5]。本文利用纳米ZnO分散液对真丝进行整理，研究了整理后真丝织物的抗菌、抗紫外性能。1实验部分1.1材料桑蚕丝

3、电力纺（市售）；纳米ZnO粉体（南京海泰纳米材料有限公司）；特定纳米分散剂及偶联剂（南京曙光化工集团有限公司）；氢氧化钠（上海锦源精细化工厂，AR）；大肠杆菌（E.coli），金黄色葡萄球菌（S.aureus）(苏州大学生命科学学院提供)。1.2纳米ZnO分散液的配制称取一定量的纳米ZnO粉体，加一定体积的去离子水，搅拌5min，然后滴加分散剂及偶联剂，于40℃水浴中高速搅拌10min，再超声10~15min，得到纳米ZnO分散液。1.3织物整理工艺将试样放入40℃纳米ZnO分散整理液中（浴比1：60），浸渍振荡一定时间，然后二浸二轧

4、，轧余率70%，80℃预烘5min，160℃焙烘3min，超声波洗涤后晾干。1.4测试方法1.4.1粒径表征测试用HPPS5001激光粒度仪测试纳米ZnO分散液中粒子的粒径及分布情况。1.4.2纳米微粒形貌观察用TecnaiG220型透射电镜观察纳米微粒形貌。测试条件：加速电压200kV，点分辨率0.24nm，线分辨率0.14nm。1.4.3抗菌性能测试将灭过菌的营养琼脂倾倒入培养皿中，5min-10min后待琼脂冷凝成半干的状态，取1×106cfu/ml～5×106cfu/ml的菌悬液1ml置于琼脂上，用刮刀涂均匀，然后用镊子直径为

5、5mm的圆形织物试样贴在琼脂上，再将培养皿倒置放入生化培养箱36℃恒温培养48h后，用游标卡尺测量抑菌圈直径。根据FZ/T73023-2006抗菌标准，抑菌圈直径大于7mm方可判定织物样品有抗菌作用。1.4.4抗紫外性能测试用UV-1000F紫外透过分析仪（美国Labsphere公司）测试织物的紫外透过率及UPF值。2结果与讨论2.1偶联剂KH-570交联机理硅烷偶联剂水解生成的硅醇与在水溶液体系中的羟基反应，生成硅氧负离子，随后硅氧负离子对另一个硅烷偶联剂中的硅进行亲核进攻，生成二聚体，当体系中存在其他极性物质（如:纳米ZnO）时，

6、硅氧负离子会进攻极性物质中带有部分正电荷的原子：图1硅烷偶联剂作用机理图2接枝在ZnO表面的KH-570结构—R基是一类非水解的、可与有机高分子结合的的基团，它特殊的C=C双键可与真丝纤维上的A—CH2—OH、A—CH2—COOH、A—CH2—NH2等基团发生Michael加成反应，从而使纳米ZnO通过KH-570与真丝形成牢固的化学交联。2.2分散液中纳米ZnO粒子的粒径分布图3纳米ZnO粒径分布由图3可知，经过分散处理的纳米ZnO分散液体系中纳米ZnO平均粒径为53.16nm，且低于100nm的粒子占体系的98％，说明纳米ZnO在

7、处理液中取得了很好的分散结果。2.3纳米形貌TEM测试ab图4纳米ZnOTEM照片:(a)未分散；(b)改性分散后图4为未改性分散和改性分散后的纳米ZnO形貌特征。由图知，未进行分散的纳米ZnO团聚现象很明显，而经分散的纳米ZnO呈规则的多边形，分散良好，且粒径低于100nm。2.3织物抗菌性能测试表1不同条件处理织物的抑菌圈直径（单位：mm）标准空白样桑蚕丝织物非纳米纳米ZnO处理桑蚕丝织物纳米纳米ZnO处理桑蚕丝织物对大肠杆菌0﹤78.08.5对金黄色葡萄球菌0﹤78.49.2注：标准空白样为FZ/T73023-2006抗菌标准中

8、测试基准样由表1可知,标准参照样的抑菌圈直径为0mm，经非纳米ZnO分散液处理的桑蚕丝织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有一定抑菌作用，抑菌圈直径分别为8.0mm，8.4mm，由图3知经纳米ZnO分散液处理后织物对两种菌的抑