季铵盐聚合物纳米氧化锌复合材料的合成及其性能研究.pdf

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1、法压料技大学论文题目：季铵盐聚合物／纳米氧化锌复合材料的合成及其性能研究学科门类：工学一级学科：轻工技术与工程培养单位：资源与环境学院硕士生：陈琛导师：高党鸽副教授2014年6月SYNTHESISANDPROPERTIESoFCoPoLYMERQUATERNARYAMMoNIUMSAIJ，NANo-ZINCoXIDECOMPoSITEAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMastero

2、fEngineerin2ScienceByChenSupervisor：AssociateProf．DanggeGaoJune2014季铵盐聚合物／纳米氧化锌复合材料的合成及其性能研究摘要棉织物具有吸湿性强、手感柔软、穿着舒适和外观朴素等优点，但耐微生物性能较差，为微生物提供了繁殖环境。因此，研究优良长效的棉织物用抗菌材料是纺织品研究的热点之一。本研究拟利用N+和纳米氧化锌的协同作用提高织物的抗菌性能，通过环氧基与棉纤维表面羟基形成的化学键结合，有效提高棉织物的耐洗牢度。本研究以二甲基二烯丙基氯化铵、烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸为原料，通过自由基聚合法分别制备

3、了聚二甲基二烯丙基氯化铵．烯丙基缩水甘油醚(PDMDAAC—AGE)和聚二甲基二烯丙基氯化铵．烯丙基缩水甘油醚．甲基丙烯酸(PDMDAAC—AGE．MAA)。以单体转化率、聚合物旋转粘度等为指标，考察了加料方式、引发剂种类和用量等因素对聚合工艺的影响；采用傅立叶红外光谱(FT-m)、核磁共振氢谱(1H．M订R)对聚合物进行了表征。在此基础上，通过共混法和原位法分别制备了PDMDAAC．AG剧纳米ZnO和PDMDAAC．AGE．MAA／纳米ZnO复合材料；采用FT-IR、X．射线衍射(xI①)和透射电镜(TEM)等对PDMDAAC．AGE／纳米ZnO复合材料和P

4、DMDAAC．AGE．MAA／纳米ZnO复合材料的结构和形貌进行了表征。将复合材料应用于棉织物整理中，考察了整理棉织物的抗菌性、耐洗牢度和紫外吸收等性能，对整理后棉纤维表面进行了SEM．EDS测试。选择6．0％的过硫酸钾(KPS)作为引发剂，采用分批次加入的加料方式，制备了单体转化率为99．4％的PDMDAAC—AGE；FT-IR和1H-NMR结果表明：聚合物中有环氧官能团。当纳米ZnO用量小于1．2％时，采用原位法能够制备稳定性良好的PDMDAAC_AGE／纳米ZnO复合材料，FT-IR和XRD结果表明：复合材料存在环氧基团以及纳米氧化锌；TEM结果表明：复

5、合材料中纳米ZnO分散良好。应用实验结果表明：PDMDAAC—AGE／纳米ZnO复合材料整理棉织物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率达99％以上，紫外透过率为25％；经标准洗涤10次(相当于家用洗衣机洗涤50次)后，整理棉织物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌率在90％以上，对白色念珠菌的抗菌率降为75％，紫外透过率为40％。SEM．EDS结果表明：PDMDAAC．AGE／纳米ZnO复合材料附着在棉纤维表面。选择6．0％的过硫酸铵(APS)作为引发剂，采用分批次加料方式，制备了单体转化率为98．O％的PDMDAAC．AGE．MAA；FT-IR和1H-

6、NMR结果表明：聚合物中有环氧基和羧基官能团。当聚合物PDMDAAC．AGE．MAA的pH为2．6和3．0时，采用共混法能够得到稳定的PDMDAAC．AGE．MA～纳米ZnO复合材料。TEM结果表明：当聚合物PDMDAAC．AGE．MAA的pH为2．6和3．O时，PDMDAAC．AGE．MAA／纳米ZnO复合材料分别具有核壳结构和长条状形貌；FT-IR和XRD结果表明：复合材料中存在环氧基和羧基以及纳米氧化锌。应用实验结果表明：PDMDAAC．AGE．MAA／室内米ZnO复合材料整理棉织物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率达85％以上，紫外透过率为

7、75％；经标准洗涤1次后，整理棉织物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌率在85％左右，对白色念珠菌的抗菌率为70％，紫外透过率为85％。当纳米ZnO用量小于0．8％时，采用原位法能够制各稳定性良好的PDMDAAC—AGE．MAA／纳米ZnO复合材料。FT-IR和XRD结果表明：复合材料中有环氧基、羧基和纳米氧化锌；TEM结果表明：纳米ZnO分散性良好。应用结果表明：采用浓度为259／L的PDMDAAC．AGE—MAM纳米ZnO复合材料整理棉织物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌表现出了优异的抗菌性能，抗菌率均达99％以上，紫外透过率为20％；经标准洗涤10次

8、后，整理织物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌