納米銀抗菌滌綸纖維結(jié)構(gòu)與性能初探

1、第卷第期青島大學(xué)學(xué)報(bào)（工程技術(shù)版）年月（）文章編號：（）一納米銀抗菌滌綸纖維結(jié)構(gòu)與性能初探劉美娜，韓光亭，張?jiān)鳎ㄇ鄭u大學(xué)纖維新材料與現(xiàn)代紡織實(shí)驗(yàn)室，山東青島）摘要：對和納米銀抗菌滌綸纖維與和普通滌綸纖維利用射線能譜、掃描電鏡、紅外光譜等測試手段進(jìn)行了對比研究，同時(shí)，對上述種滌綸纖維的各項(xiàng)物理機(jī)械性能進(jìn)行了對比測試分析，結(jié)果表明，納米銀抗菌滌綸纖維中的抗菌劑為含有納米銀的磷酸鹽型，其均勻分布于纖維的表面與內(nèi)部；抗菌劑只是單純的鑲嵌于纖維中，其并沒有影響滌綸纖維的大分子結(jié)構(gòu)；納米銀抗菌滌綸纖維的力學(xué)性能并沒有受較大影響，但比電阻升高個(gè)數(shù)量級，明顯減小，抗靜電性顯著增強(qiáng)，從而提高了織物的服用性，且

2、抗菌效果更加持久，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的功能性纖維。關(guān)鍵詞：納米銀抗菌滌綸；抗菌劑；分布狀態(tài)；物理機(jī)械性能中圖分類號：；文獻(xiàn)標(biāo)識碼：由于人們健康意識的增強(qiáng)，對服裝的要求已不再滿足于以往的保暖和美觀，更加追求保健功能，而抗菌性是其重要的保健功能之一。服裝抗菌性主要有后整理法和功能纖維法，利用后種方法制備得到的服裝其抗菌效果更加持久。本研究所采用的納米銀抗菌滌綸纖維是利用共混法制得的抗菌功能纖維，因此利用納米銀抗菌滌綸纖維可生產(chǎn)加工抗菌效果持久的功能性服裝。目前，對納米銀抗菌滌綸纖維結(jié)構(gòu)與性能的研究報(bào)道甚少，而纖維的結(jié)構(gòu)性能決定纖維的紡織加工和利用，本文將采用掃描電鏡、射線能譜分析和紅外光譜等方

3、法對納米銀抗菌滌綸纖維中的載銀無機(jī)抗菌劑的種類及其在纖維中的分布和存在狀態(tài)進(jìn)行分析，并通過試驗(yàn)對其物理機(jī)械性能進(jìn)行研究，為納米銀抗菌滌綸纖維的紡織加工和利用奠定理論基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)材料為了進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，本文采用了和普通滌綸纖維以及×和納米銀抗菌滌綸纖維種纖維原料。實(shí)驗(yàn)方法與儀器采用日本掃描式電子顯微鏡觀察纖維的縱向和橫截面形態(tài)，同時(shí)利用射線能譜對納米銀抗菌滌綸纖維中的抗菌劑進(jìn)行元素分析，以確定其種類；利用紅外光譜儀研究納米銀在納米銀抗菌滌綸纖維中的存在狀態(tài)；物理機(jī)械性能主要參照相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)口。耐日光性能用人工模擬實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行測定，光源采用紫外線燈，距纖維的高度，垂直照射后測試強(qiáng)力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4、與討論形態(tài)結(jié)構(gòu)本實(shí)驗(yàn)所用納米銀抗菌滌綸纖維是在滌綸中加入了納米級的銀，其縱、橫向形態(tài)如圖所示。由圖可收稿日期：作者簡介：劉美娜（一），女，碩士研究生，主要研究天然纖維。青島大學(xué)學(xué)報(bào)（工程技術(shù)版）第卷知，和納米銀抗菌滌綸纖維的橫截面呈圓形，隨機(jī)分布有微小的顆粒。而普通滌綸纖維的表面很平整，并無任何顆粒；縱向表面，普通滌綸纖維很光滑，而納米銀抗菌滌綸纖維表面有微小的顆粒?？咕鷾炀]橫截面形態(tài)抗菌滌綸橫截面形態(tài)普通滌綸橫截面形態(tài)抗菌纖維縱向形態(tài)圖抗菌纖維縱向形態(tài)滌綸纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)普通滌綸縱向形態(tài)為確定納米銀抗菌滌綸纖維中顆粒的成份，對其進(jìn)行了射線能譜分析，結(jié)果如圖所示。從圖中可以看出，分布在納米銀抗菌

5、滌綸纖維中的這些納米級的小顆粒中含有銀、磷、鈦、鋅、銅等多種元素，結(jié)合掃描電鏡結(jié)果，可以推斷分布在納米銀抗菌滌綸纖維表面與內(nèi)部的納米級顆粒是加入到纖維中的載銀抗菌劑。根據(jù)現(xiàn)有的載銀無機(jī)抗菌劑的類型可以推知，該纖維中的抗菌劑載體為磷酸鈦鹽。磷酸鈦鹽晶體結(jié)構(gòu)屬于型結(jié)構(gòu)，這種晶體結(jié)構(gòu)中有兩種位置可為陽離子所占有，形成連續(xù)的三維通道。在加入鋰元素的制作過程中，可以形成以磷酸鈦鋰為骨架結(jié)構(gòu)的多孑微晶玻璃（簡稱）。磷酸鈦鹽抗菌劑的制備是通過離子交換的形式得到的，即將磷酸鈦鹽浸漬于硝酸銀溶液中進(jìn)行銀離子置換，從而獲得磷酸鈦鹽抗菌劑。它的最高金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，可見其承載能力很大，并且它對于銀離子具有很強(qiáng)的選擇性

6、置換，所制得抗菌劑的銀離子溶出量極小，達(dá)到級，特別是該抗菌劑在熱處理后，銀離子的溶出量會(huì)變得更小。其抗菌機(jī)理屬于金屬離子非溶出型，所以抗菌效果更持久。圖 射線能譜圖第期劉美娜，等：納米銀抗菌滌綸纖維結(jié)構(gòu)與性能初探抗菌劑的加入，使滌綸纖維具有持久的抗菌性能，為進(jìn)一步研究抗菌劑對滌綸纖維結(jié)構(gòu)的影響，對其作紅外光譜分析，納米銀抗菌滌綸與普通滌綸纖維的紅外光譜圖如圖所示。芝瓣摹螽靜擦蝌波數(shù)鋤。抗菌滌綸與普通滌綸的紅外光譜圖圖紅外光語圖波數(shù)抗菌滌綸與普通滌綸的紅外光譜圖由圖可知，納米銀抗菌滌綸與普通滌綸的紅外光譜圖基本上沒有發(fā)生變化，滌綸的幾個(gè)主要活性基團(tuán)（如在處的一）的特征吸收峰也無變化，因此抗菌劑并

7、沒有與纖維大分子發(fā)生鍵接，沒有影響滌綸纖維的分子結(jié)構(gòu)，而只是鑲嵌于纖維當(dāng)中，所以對纖維的主要性能沒有太大的影響?？咕鷾炀]纖維的物理化學(xué)性能分析為了深入了解抗菌劑對滌綸纖維物理化學(xué)性能的影響，對和納米載銀抗菌滌綸纖維及和普通滌綸纖維的各項(xiàng)物理化學(xué)性能做了對比試驗(yàn)，結(jié)果如表所示。表滌綸纖維各項(xiàng)性能測試指標(biāo)青島大學(xué)學(xué)報(bào)（工程技術(shù)版）第卷由表司知：）力學(xué)性能納米銀抗菌滌綸纖維的斷裂強(qiáng)度比普通滌綸稍低，這是由于加入了納米級的銀后，在纖維中產(chǎn)生了應(yīng)力集中現(xiàn)象而導(dǎo)致強(qiáng)力有所下降；而由于滌綸的回潮率低，吸濕膨脹性差，所以干態(tài)和濕態(tài)下的強(qiáng)度、延伸性差異不大。）質(zhì)量比電阻用型纖維比電阻儀對兩種納米銀抗菌滌綸纖維進(jìn)

8、行了測試，其質(zhì)量比電阻為，與麻纖維的接近，而普通滌綸纖維的質(zhì)量比電阻在”之間卟，結(jié)果對比表明，納米銀抗菌滌綸纖維的質(zhì)量比電阻與普通滌綸纖維相比相差個(gè)數(shù)量級，明顯變小，這是由于銀的加入增強(qiáng)了纖維的導(dǎo)電性，因而提高了滌綸纖維的抗靜電性和耐沾污性，在紡紗過程中，由靜電所造成的斷頭、粘卷等現(xiàn)象將有所減輕，并且可提高織物的穿著舒適性和耐沾污性。）卷曲、摩擦性能納米銀抗菌滌綸纖維的卷曲率較高，并且表面有微小的顆粒狀物質(zhì)，所以摩擦系數(shù)比普通滌綸的要大，故而紗線強(qiáng)力也相對提高。）耐日光性能經(jīng)紫外線照射后，滌綸纖維大分子發(fā)生光降解，使分子問鍵發(fā)生斷裂，分子量降低，導(dǎo)致力學(xué)性能發(fā)生變化，斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率都明顯

9、降低。納米銀抗菌滌綸纖維的斷裂強(qiáng)度下降，而普通滌綸纖維的斷裂強(qiáng)度下降了；抗菌滌綸纖維的斷裂強(qiáng)度下降，而普通滌綸纖維的斷裂強(qiáng)度下降了，實(shí)際結(jié)果表明，加入納米銀后，滌綸纖維的耐曬性有所降低，并且纖維細(xì)度越細(xì)，強(qiáng)力下降的程度越大。這是因?yàn)樵谑褂眠^程中因光媒催化產(chǎn)生的活性氧自由基在達(dá)到殺菌效果的同時(shí)，也會(huì)對大分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，造成纖維過早老化。）耐堿性將滌綸纖維在的溶液中進(jìn)行煮沸處理，滌綸在堿的作用下會(huì)發(fā)生水解，使纖維表面一層層的剝落下來，造成稍微失重和強(qiáng)度降低。和納米銀抗菌滌綸經(jīng)堿煮后，斷裂強(qiáng)度下降和，而普通滌綸僅下降了和，即納米銀抗菌滌綸纖維的耐堿性降低，其原因是加入銀后，破壞了滌綸纖維原來的

10、緊密結(jié)構(gòu)，空隙增多，接觸面增大，使其更容易被堿液侵蝕破壞；由于納米銀抗菌滌綸纖維表面有微小的顆粒凸起，比表面積增大，使其與堿液接觸的表面積變大。結(jié)論在滌綸中加入磷酸鹽型載銀無機(jī)抗菌劑，使其較均勻的分布于纖維中，使纖維具有了良好而持久的抗菌性能，該抗菌劑為非溶出型，因此抗菌效果更持久。同時(shí)大大降低了纖維的質(zhì)量比電阻使其接近于麻纖維，增強(qiáng)了導(dǎo)電性，從而提高了纖維的抗靜電性和耐沾污性和織物的服用性，進(jìn)一步擴(kuò)大了滌綸的應(yīng)用范圍。同時(shí)纖維的附加值升高，經(jīng)濟(jì)及應(yīng)用前景更加廣闊。但抗菌滌綸的耐堿性有所下降，在進(jìn)行堿減量處理的時(shí)候應(yīng)該注意參數(shù)的設(shè)置，避免強(qiáng)力下降過大，影響織物的使用性能。參考文獻(xiàn)：紡織工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所中國紡織標(biāo)準(zhǔn)匯編北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，姜潤喜，張俊抗菌改性滌綸纖維的性能研究合成技術(shù)與應(yīng)用，（）：張峰，李茜，周國光載銀無機(jī)抗菌劑的研究與應(yīng)用上?；?，（）：馮晉陽，吳建鋒，徐曉虹幾種抗菌載體之對比佛山陶瓷，（）：董炎明高分子分析手冊北京：中國石化出版社，：趙書經(jīng)紡織材料實(shí)驗(yàn)教程北京：中國紡織出版社，：（下轉(zhuǎn)第頁）一一青島大學(xué)學(xué)報(bào)（工程技術(shù)版）第