纳米氧化锌功能纺织品的制备及其稳定性.pdf
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1、第3 0 卷第l 期 2 0 0 9 年1 月 纺织学报 J o u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 3 0N o 1 J a n 2 0 0 9 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 9 ) 0 1 0 0 6 4 一0 4 纳米氧化锌功能纺织品的制备及其稳定性 关芳兰 ( 北京服装学院材料工程系,北京1 0 0 0 2 9 ) 摘要为探讨纳米功能纺织品在服用时的稳定性,根据以往的研究方法制备r 纳米氧化锌聚硅氧烷整理剂,j f 将其应用于纺织品制备了纳米功能织物。利用T E M 及激光粒度分布仪分析了整理剂的粒径
2、大小及分布,并利用原 子分光光度计考察功能织物在碱性人工汗液中洗涤时z n 2 + 的溶出性。结果表明:整理剂的平均粒径为1 0 3n m ,小 于1 0 0n m 的颗粒约占7 0 ,呈类囊式结构。纳米功能织物在碱性人工汗液中z n 2 + 的溶出性较小,证明制备的纳米 氧化锌整理剂对碱性人工汗液稳定性较好。 关键词纳米氧化锌;聚硅氧烷;复合整理剂;功能纺织品 中图分类号:T S1 9 5 5 8文献标志码:A P r e p a r a t i o no ff l l n c t i o n a lt e x t i l e sw i t hn a n oZ n o p o l y s i
3、 l o x a n e p a r t i c l e sa n dt h e i rs t a b n i t y G U A NF a n g l a n ( D 印。r f m e 矽肼。e 矗o zE 昭i 船e 昭,口e 彬n g 梳m “把。厂c 2 0 础增死c n o f o g y ,曰e 彬昭 lO 0 0 2 9 ,劬i M ) A b s t r a c tT h en a n oZ n 0 p o l y s i l o x a n ec o m b i n e dc o a “n gm a t e r i a lw a sp r e p a r e db yr e
4、 f e r r i n gp r e V i o u sr e s e a r c h w o r k sa n da p p l i e do n t ot e x t i l e sb yc o a t j n gt og e tf u n c t i o n a lf a b r i c s T E Ma n dl a s e rg r a i ns i z ea n a l y z e rw a su s e d t oe x a m i n e dt h ep a r t i c l es i z ea n dd i s t r i b u t i o no ft h ec o a
5、 t i n gm a t e r i a lo nt h ef a b r i c A t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t e rw a su s e dt oe x a m i n et h em i g r a t i o no fZ n 2 + i na l k a l i n es y n t h e t i cp e r s p i r a t i o nw a s h i n go ft h e f u n c t i o n a lf a b r i c T h er e s u l t ss
6、h o w e dt h a tt h ea v e r a g ep a n i c l es i z eo ft h em a t e r i a lw a s10 3n m ,w “h7 0 1 e s s t h a n10 0n m T h ep a r t i c l e se x h i b i t e dab u r s i f b r ms t m c t u r e T h eZ n 2 + o ft h ec o a t i n gm a t e r i a ls h o w e da p o w e I f u l w a s h a b i l i t yi n a
7、l k a l i n es y n t h e t i cp e r s p i r a t i o n ,w h i c hp m V e dt h a t t h e p r e p a I E dc o a t i n gm a t e r i a lw a ss t a b l ei n a l k a l i n es y n t h e t i cp e r s p i r a t i o n K e yw o r d s n a n oZ n 0 ; p o l y s i l o x a n e ; c o m b i n e dc o a t i n gm a t e r
8、i a l ;f u n c t i o n a l t e x t i l e s 纳米氧化锌聚硅氧烷整理作为新型抗菌剂材 料用途日益广泛,将纳米氧化锌整理剂应用于纺织 品会极大地提高纺织品的附加值。如日本东丽公司 将纳米氧化锌复合涂层应用到纺织品,所制备的织 物具有防臭抗菌功效,添加0 5 1 的纳米氧化 锌整理剂对大肠杆菌的杀菌率是9 9 9 。1 。然 而,整理剂中纳米粒子的纳米尺寸及稳定性一直是 该研究领域的瓶颈问题,由于纳米颗粒的独特表面 性质,使其应用受到了很大的限制一“。在穿着过 程中纺织品表面纳米颗粒的溶出性以及由此涉及到 的安全性问题也缺乏相应的研究。近年来国内外用 原子吸
9、收分光光度计对各种样品中金属含量的分析 应用发展很快1 8 。9J 。考虑到在日常服用的过程中, 纺织品经常处于汗液的环境,本文制备了纳米氧化 锌聚硅氧烷整理剂并用其对织物进行功能整理,利 用原子吸收光谱法对功能织物在碱性人工汗液中 z n 2 + 的溶出性进行了研究,以考察纳米氧化锌聚硅 氧烷整理剂在应用过程的稳定性。 1实验部分 1 1 材料与仪器 纳米氧化锌( 5 0 6 0n m ,自制) 、4 0 的低聚丙 烯酸钠( 自制) 、氨基有机硅黏合剂( 工业品) 、非离子 收稿日期:2 0 0 8 0 2 一1 7修回日期:2 0 0 8 1 0 1 4 作者简介:关芳兰( 1 9 7 4
10、 一) ,女,讲师。研究方向为染整新技术。E m a i l :g 1 9 0 6 1 6 3 c o m 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第1 期关芳兰:纳米氧化锌功能纺织品的制备及其稳定性 。6 5 润湿剂( 工业品) 、纯棉织物。 K Q 一2 5 0 型超声波清洗器( 昆山市掂山湖检测仪 器厂) 、J E M 一1 2 0 0 E x 透射电镜、A A 一6 8 0 原子吸收分光 光度仪( 日本岛津s H I M A D z u ) 、
11、B T 一2 0 0 3 型激光粒度 分布仪( 丹东市百特仪器有限公司) 。 1 2 纳米Z n O 聚硅氧烷整理剂的制备与表征 配制质量分数为0 2 的低聚丙烯酸钠置于超 声波振荡器中,缓慢地将1 的纳米氧化锌加入其 中并振荡1h ,加入质量分数为0 5 的润湿剂和质 量分数为l 的有机硅黏合剂,再振荡1h ,得到纳米 氧化锌聚硅氧烷整理剂。取样进行T E M 表征及粒 径分布测定。 1 3 纳米功能纺织品制备 将纯棉织物通过轧车在1 2 小节制备的涂层剂 中二浸二轧2 次( 浴比1 :3 0 ,4 ( o w f ) ) ,1 0 0 条 件下烘干3 0m i n ,然后在纯碱溶液中进行洗
12、涤,得到 纳米功能纺织品。 1 4Z n 2 + 在碱性人工汗液中的溶出性 1 4 1 布样锌总量的测试 利用原子吸收光谱分析法将布样灰化后测量布样 的锌总量,单位质量布面的锌含量用M 表示。 1 4 2 碱性人工汗液的配制 称取赖氨酸0 5g 、氯化钠5g 、磷酸氢二钠 2 ,5g ,溶解于lL 蒸馏水中,再用o 1m o l L 氢氧化钠 溶液调节p H 值至8 。 1 4 3Z n 2 + 溶出性实验 在室温条件下将准确称量的待测布样置于 4 0 0m L 染杯中,浴比1 :5 0 ,在配制的洗涤液中使用六 联搅拌器,转速2 0 0r ,m i n ,各洗涤1 5 、3 0 、4 5 、
13、6 0m i n , 然后将洗涤脚水定容至5 0 0m L 待测;平行实验5 份, 取平均值。 1 4 4z n 2 + 含量分析 取已定容脚水样品,使用原子吸收仪测试锌含 量。洗涤脚水中的纳米氧化锌含量以每克布样中的 锌含量形表示,即每克布样溶于洗涤液( 形成脚水) 中锌的克数,为溶液中的锌占布样的质量分数,仪器 实验条件为:锌空心阴极灯,灯电流7m A ,分析线波 长2 1 3 8 6n m ;空气一乙炔焰,燃烧器狭缝长1 0c m 。 1 4 5 数据处理 假定纳米氧化锌颗粒的溶出性与洗涤时间成正 比,采用0 r i g i n6 0 软件程序分析处理实验数据,先 求出线性方程彤= 殁+
14、 A 中的A 、8 值,以及线性相 关性系数R ,从而分析单位质量样布上被洗到脚水 中的锌量形或单位质量样布上剩余锌量m 与洗涤 时间的关系,并作图;最后将要形带入方程,求得 锌半减量时问“:,通过锌半减量时间。评价z n 2 + 的溶出量,以此评价样品中z n 2 + 的溶出性。 2 结果与讨论 2 1 纳米氧化锌聚硅氧烷整理剂的表征 整理剂的T E M 照片及整理剂的粒径分布图见 图1 、2 。 图1纳米氧化锌聚硅氧烷整理剂存放1d ( a ) 和存放1 5d ( b ) 的T E M 照片 F 嘻1 T E Mi m a g e so fn a n oZ n O ,p o l y s i
15、 I o x a n ef i n i s h i n g a g e n tf o rd e p o s i t i n g1d ( a ) a n d1 5d ( b ) 由图1 ( a ) 可见,纳米z n 0 颗粒在整理剂中平均 粒径为1 0 3n m ,纳米z n 0 颗粒表面被低聚丙烯酸钠 分散剂和聚硅氧烷黏合剂包覆,形成囊式结构。分 散剂和黏合剂均为亲水性线性高分子,它们在水介 质中因吸水而膨胀成类球形,且表面带电荷。一方 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the
16、 watermark 6 6 纺织学报第3 0 卷 2 0 更1 5 匿l O 丑5 O 11 01 0 0lO O O1 00 0 0 粒径n m 图2 纳米氧化锌聚硅氧烷整理剂的粒径分布图 F i g 2 S i z ed i s t r i b u t i o nb yn u m b e ro fn a n o Z n 0 p o l y s i l o x a n ef i n i s h i n ga g e n t 面,胶粒间存在静电排斥力趋向于彼此远离;另一方 面,胶粒间存在的范德华力及链的互穿缠绕作用又 使其相互黏连。图l 证明了整理剂的平衡体系是2 种作用力平衡的结果。即粒子
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- 纳米 氧化锌 功能 纺织品 制备 及其 稳定性
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