(1.華南理工大學材料學院廣州510640;2.廣州擎天新材料研究開發有限公司廣州510300)得具有抗菌性能的丙綸。掃描電鏡觀察經表麵處理的抗菌粒子在丙綸中分散較好,大小均勻,且與PP基體具有良好的相容性;DSC測試表明抗菌粒子對PP基體有異相成核誘導結晶作用,使PP結晶度提高,熔融溫度上升;抗kang菌jun粒li子zi的de加jia入ru會hui降jiang低di丙bing綸lun力li學xue性xing能neng,但dan通tong過guo對dui抗kang菌jun粒li子zi進jin行xing表biao麵mian處chu理li和he改gai變bian纖xian維wei後hou牽qian伸shen比bi可ke以yi減jian小xiao抗kang菌jun丙bing斤jin性xing能neng下xia降jiang幅fu度du,使shi之zhi與yu普pu通tong丙bing論lun相xiang當dang;通過對抗菌丙綸抗菌性能的檢測,該抗菌丙論對革蘭氏陰性菌和陽性菌都具有較強的抗菌性,抗菌率都超過99.9%,水洗使抗菌丙綸的抗菌性能下降不大,具有長效抗菌性能。
關楗詞:kangjunkangjunbinglunbinglunjubingxiwujikangjunji。qianyansuizherenleishengchanhuodong,tebieshigongyehuachengduderiyitigao,huanjingwuranyuelaiyueyanzhong,tongshirenmenduihuanjingweishengheziwobaojiandeyishiyeriyizengqiang,yushigezhonghuanbaocailiao、功能材料應運而生。在日常生活中,人們不可避免地接觸到各種各樣的細菌、真菌等微生物,這些微生物在合適的外界條件下;會迅速繁殖,並通過接觸等方式傳播疾病,影響人們的身體健康和正常的工作、xuexiheshenghuo。gezhongfangzhipinchangchangshizhexieweishengwulianghaodeqishendi,chengweijibingdezhongyaochuanboyuan。tebieshizaiyiyuanzhong,kongqineichangpiaofuzhegezhongjuyouwuranxingdexijun。yihurenyuanhehuanzhedefuzhuangshang,yijichuangdan、窗簾、地di毯tan等deng醫yi院yuan曰yue用yong紡fang織zhi品pin上shang有you很hen大da的de帶dai菌jun可ke能neng性xing,這zhe不bu僅jin易yi於yu造zao成cheng患huan者zhe的de交jiao叉cha感gan染ran,也ye會hui把ba病bing菌jun傳chuan染ran給gei健jian康kang人ren和he傳chuan染ran到dao醫yi院yuan之zhi外wai的de環huan境jing中zhong。因yin此ci,對dui紡fang織zhi品pin抗kang菌jun功gong能neng的de研yan究jiu開kai發fa就jiu顯xian得de格ge外wai重zhong要yao。抗kang菌jun纖xian維wei由you於yu具ju有you疾ji病bing傳chuan播bo的de阻zu斷duan功gong能neng、衛生保潔功能、自身性能的維護功能而受到廣大消費者的極大喜愛。
聚丙烯纖維具有導濕性保暖性好、衛生性能優良、價jia格ge低di等deng優you點dian,應ying用yong範fan圍wei日ri益yi擴kuo大da,尤you其qi在zai醫yi療liao衛wei生sheng等deng領ling域yu的de應ying用yong受shou到dao重zhong視shi。聚ju丙bing烯xi本ben身shen耐nai黴mei菌jun性xing能neng良liang好hao,但dan在zai紡fang絲si加jia工gong過guo程cheng中zhong需xu要yao添tian加jia各ge種zhong助zhu劑ji及ji油you劑ji,因yin而er在zai適shi當dang的de溫wen濕shi度du條tiao件jian下xia,微wei生sheng物wu也ye會hui在zai纖xian維wei上shang附fu著zhe生sheng長chang,為wei此ci,研yan究jiu開kai發fa抗kang菌jun性xing聚ju丙bing烯xi纖xian維wei引yin起qi了le國guo內nei外wai廣guang大da研yan究jiu人ren員yuan的de興xing趣qu。
為了製備長效廣譜抗菌、安全無毒且對纖維原有性能影響較小的抗菌纖維,本研究選用了高效、低毒、廣譜、rewendingxinghaodewujikangjunjiyujubingxichengxiangaojuwurongronggonghun,yanzhichengjuyouchangjiukangjungongnengdexianwei,bingqieyanjiulekangjunjizaixianweizhongdefensanjiqiduibinglunwulijiegouhelixuexingnengdeyingxiang。
1.而如(b)所(suo)示(shi),經(jing)過(guo)表(biao)麵(mian)處(chu)理(li)的(de)抗(kang)菌(jun)粉(fen),大(da)大(da)減(jian)小(xiao)了(le)粒(li)子(zi)之(zhi)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)力(li),降(jiang)低(di)了(le)粒(li)子(zi)的(de)二(er)次(ci)團(tuan)聚(ju),使(shi)其(qi)在(zai)丙(bing)綸(lun)中(zhong)具(ju)有(you)較(jiao)好(hao)的(de)分(fen)散(san)性(xing)和(he)較(jiao)小(xiao)的(de)粒(li)徑(jing),所(suo)以(yi)並(bing)未(wei)出(chu)現(xian)(a)中的白斑現象。
(c)、(d)可以看5,未經表麵處理的抗菌粒子與基體樹脂的兩相界麵清晰,粒子部分裸露在表麵,兩者呈現典i的界麵不相容性;erjingbiaomianchulidekangjunliziyujitishuzhixiangrongxinghao,lizijibenshangquanbubeijitishuzhibaomai,liangzhejiemianlianxu,wuxiangfenlixianxiang。youcikezhi,duikangjunlizijinxingbiaomianchulibudankegaishanlizizaijitishuzhizhongdefensanxing,fangzhilizituanjuhejianxiaolizichicun,erqiekezengqiangliziyujitishui的相容性,促進了相界麵間的粘結性,從而為改善抗菌丙綸的力學性能起了很大作用。
2.2抗菌粒子對丙綸結晶結構影響劫黃線(上方曲線)代表抗菌丙綸;酸橙線(下方曲線)代表丙綸抗菌丙綸DSC曲線圖由可知,加入1%的抗菌粉,I>P的熔融溫度(Tm)有所提高。而且,抗菌PP的熔融放熱峰尖而窄,且放熱峰麵積增大,這說明抗菌PP具有更完整的結晶結構和更高的結晶度。
這歸因於無機抗菌粒子在PP基體中的異相成核誘導結晶作用。表麵改性改善了極性無機抗菌粒子與非極性PP的相容性,有利於無機抗菌粒子與PP基體接觸,活化抗菌粒子表麵成核點,使誘導結晶成核點增加,結晶度提高,結晶尺寸減小,結構更完整。
2.3抗菌粒子對丙綸力學性能的影響2.3.1牽伸比對丙綸力學性能的影響抗菌PP初生纖維強度低,伸長率大,不具備使用要求,要通過後牽伸來提高纖維的力學性能。抗菌PP初生纖維在不同牽伸比下的力學性能如所示。空白PP纖維和抗菌PP纖維的斷裂強度都隨牽伸倍數的升高而提高,而斷裂伸長率隨之下降。在相同牽伸比下,抗菌PP纖維的斷裂強度比空白PP纖維稍低,這是由於抗菌粒子是一種無機剛性粒子,雖然經過表麵處理改善了它與PP基(ji)體(ti)的(de)相(xiang)容(rong)性(xing),但(dan)這(zhe)並(bing)不(bu)能(neng)使(shi)兩(liang)者(zhe)達(da)到(dao)完(wan)全(quan)相(xiang)容(rong)的(de)地(di)步(bu),因(yin)此(ci),在(zai)兩(liang)者(zhe)相(xiang)容(rong)性(xing)略(lve)差(cha)的(de)相(xiang)界(jie)麵(mian)處(chu)受(shou)到(dao)應(ying)力(li)作(zuo)用(yong)下(xia),首(shou)先(xian)受(shou)到(dao)破(po)壞(huai),成(cheng)為(wei)材(cai)料(liao)整(zheng)體(ti)性(xing)能(neng)破(po)壞(huai)的(de)起(qi)點(dian),從(cong)而(er)使(shi)材(cai)料(liao)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)迅(xun)速(su)下(xia)降(jiang);此外,抗菌粒子中某些粒徑較大的粒子也是使材料結構性能降低的原因。抗菌PP纖維的斷裂伸長率較空白PP纖維高,可能是抗菌母粒中添加的低分子蠟在基體中起著增塑的作用,提高了PP分子鏈運動的能力,隨著牽伸比增大,纖維纖度越小,增塑作用迅速降低,斷裂伸長率也大幅下降。
從圖中看出,當牽伸比超過7倍後,抗菌PP纖維的斷裂強度超過4cN/dtex,在8倍(bei)牽(qian)伸(shen)後(hou),兩(liang)者(zhe)的(de)斷(duan)裂(lie)強(qiang)度(du)和(he)斷(duan)裂(lie)伸(shen)長(chang)率(lv)都(dou)相(xiang)差(cha)不(bu)大(da),因(yin)此(ci),在(zai)不(bu)降(jiang)低(di)其(qi)他(ta)性(xing)能(neng)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),可(ke)通(tong)過(guo)增(zeng)大(da)牽(qian)伸(shen)比(bi)來(lai)提(ti)高(gao)抗(kang)菌(jun)纖(xian)維(wei)的(de)斷(duan)裂(lie)強(qiang)度(du),降(jiang)低(di)斷(duan)裂(lie)伸(shen)長(chang)率(lv),使(shi)其(qi)達(da)到(dao)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)要(yao)求(qiu)。
由於抗菌纖維主要用於內衣、襪wa類lei的de生sheng產chan,所suo以yi纖xian維wei的de勾gou結jie強qiang度du也ye是shi很hen重zhong要yao的de性xing能neng。如ru所suo示shi,抗kang菌jun纖xian維wei的de勾gou結jie強qiang度du隨sui牽qian伸shen倍bei數shu的de升sheng高gao而er提ti篼dou,勾gou結jie斷duan裂lie伸shen長chang率lv逐zhu漸jian降jiang低di。這zhe與yu拉la伸shen斷duan裂lie強qiang度du和he伸shen長chang率lv變bian化hua相xiang類lei似si。但dan兩liang者zhe普pu遍bian高gao於yu空kong白baiPP纖維。比較數據可知,當牽伸比為8倍時,抗菌纖維的力學性能最好。因此,研究抗菌纖維在不同牽伸比的力學性能,對紡織性能優良的抗菌PP纖維具有重要意義。
2.3.2抗苗母粒添加童對丙綸力學性能的影響抗菌粒子含量斷裂強度(cN/dtex)斷裂伸長率牽伸比:4從表1keyikanchu,suizhekangjunfenjiaruliangtigao,zaidiqianshenbitiaojianxia,meiyoumingxianbianhua,dangqianshenbizengdashi,xianweideduanlieqiangduxiajiang,erduanlieshenchanglvzaibutongqianshenbitiaojianxiajunxiajiang,zheshiyouyukangjunlizijiaru,yingxianglegaofenzideguizhengxinghefenzijianyinli,youqidangliziliangzengjia,fenbubujunshi,zaikangjunlizijiaojizhongdebuwei,xianweirongyiduanlie,shixianweidewulijixiexingnengxiajiang,suoyibixuyangekongzhikangjunlizidedaxiao,junyundujizaixianweizhongdefensanqingkuang,bingqiezaibaozhengkangjunxingnengdetongshi,jinliangjianxiaoyongliang。
2.4抗苗丙綸的抗苗性能表2.抗菌丙給對大腸杆菌和金黃色葡萄球菌的抗菌性能菌種檢體初始菌落數(cfu/m)24h後存活菌落數(cfu/m)shajunlvkangjunhuoxingzhidachangganjunkangjunbinglunkongbaibinglunduizhaoyangjinhuangseputaoqiujunkangjunbinglunkongbai。binglunduizhaoyangyoujiancejieguokezhi,kangjunbinglunduigelanshiyangxingjun(金黃色葡萄球菌)和革蘭氏陰性菌(大腸杆菌)都具有優異的抗菌性能,其殺菌率都達到了99.9%以上,抗菌活性值都遠遠超過2.0.由此可知,該抗菌丙綸具有較強的殺菌和抑菌效果。
(抗菌纖維用量100mg/ml,l空白樣;2抗菌纖維;3水洗後的抗菌纖維)抗菌丙綸水洗後抗菌性能如所示。經過6hdefeishuichuli,xianweibiaomianyouyixiaobufenkangjunlizituochuxianweibiaomian,huishibinglunxianweidekangjunxingnengyousuojiangdi,danneibushencenglizizainongduchadetuidonglizuoyongxiahuanmanxiangxianweibiaomianqianyi,shikangjunnenglidedaobuchong,congershixianweidekangjunxingnengxiajiangdefudubuda,xianweirengjuyoujiaohaodekangjunxingneng,zhengshiyouyuzhegeyuanyin,zhezhongkangjunxianweicaijuyouchangxiaokangjunxing。
3結論表麵處理後抗菌粒子在丙綸中分散情況良好,且與PP基體具有較好的相容性。
通過改變牽伸比,可以得到性能優良的抗菌PP纖維,其力學性能與普通丙綸相當。
抗菌粒子對PP具有異相成核作用,使PP的結晶度提高,熔融溫度(Tm)上升。 |