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纳米氧化锌整理织物的防紫外线及抗菌性能研究

来源:印染在线 发布时间:2015年03月20日
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由图1最终产物晶型的主要衍射晶面参数与标准卡片PDF:36­­1451六角纤锌矿型氧化锌的主要晶面参数符合良好。产物状态为半透明至不透明的溶胶状液体,没有沉淀、没有肉眼可见的颗粒状物质存在。制得的ZnO粒度用谢乐公式估算为纳米级。产物主要成分的XRD谱图中的三个主要衍射峰对应的角分别位于标准卡片PDF:36­­1451六角纤锌矿型氧化锌中三个主要衍射峰对应角附近。

晶粒度计算:由谢乐(Scherrer)公式

式中:K---Scherrer常数,其值为0.89λ---X射线的波长(Cu),其值为0.15405nm

β---衍射线半高峰强度处因晶粒细化引起的宽化度(FWHM)θ---衍射角。

由主要晶面(100)计算实验制备纳米ZnO的粒径为20nm左右。

4.2整理织物的性能

4.2.1抗紫外线性能

澳大利亚/新西兰标准(AS/NZS 4399:1996UPF的数值和防护等级如下:

1 UPF数值及防护等级

UPF范围

防护分类

紫外线透过率%

UPF等级

1524

较好

6742

1520

2539

非常好

4126

253035

455050+

非常优异

≤25

40455050+

2整理前后织物的抗紫外线性能

样品

UPF

UPF等级

未整理织物

7.87

<15

浸轧100℃,3min

68.5

50+

浸轧120℃,3min

76.3

50+

浸轧140℃,3min

76.6

50+

浸轧160℃,3min

77.6

50+

浸轧160℃,30s

77.7

50+

织物经纳米ZnO整理前后的UPF值见表2。数据表明,整理前UPF值为7.87,经过纳米ZnO整理后的织物,UPF值随着浸轧温度的升高而提高,在160℃,3min160℃,30sUPF值最高,分别为77.677.7UPF等级都为50+,抗紫外性能明显提高。

为了测试织物整理效果的耐久性,对其进行皂洗后抗紫外性的测试。皂洗参照国标GB/T3921.3—1997方法,洗涤条件如下:

皂液:标准皂片5 g/L;无水碳酸钠:2g/L;温度:(60±2;时间:30min;浴比:50∶1。水洗后UPF值见表3

3皂洗前后织物抗紫外性能

样品

洗前UPF

洗后UPF

未整理织物

7.87

9.08

浸轧100℃,3min

68.5

71.2

浸轧120℃,3min

76.3

83.5

浸轧140℃,3min

76.6

89.7

浸轧160℃,30s

77.6

90.6

浸轧160℃,3min

77.7

90.6

3表明,水洗后织物的UPF值会有一定的上升,160℃,3min160℃,30s时的浸轧工艺可以高达90.6。这是由于水洗后,织物的厚度会进一步的上升,织物经润湿再干燥后时,但由于纤维和纱线间摩擦阻力关系,织物仍将保持收缩时的状态,其面积往往缩小。所以经过浸湿后自然干燥的织物,厚度增加,其防护系数UPF值也随之增加。

4.2.2断裂强力

整理前后织物的强力见表4

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4不同焙烘温度下断裂强力

样品

未整理织物

100℃,3min

120℃,3min

140℃,3min

160℃,3min

160℃,30s

强力(N

1184

1141

1156

1162

1089

1160

从表4中可以看出:对于纯棉织物来说,随着温度的增加,织物的强力有所下降。160℃,3min时断裂强力降为1089,损失较多。160℃,30s时断裂强力为1160,强力损失较小。

4.2.3织物的白度

整理前后织物的白度测试结果如表5

5不同焙烘温度下织物的白度

样品

甘茨白度

亨特白度

未整理织物

78.66

93.19

100℃,3min

75.37

92.35

120℃,3min

75.15

92.30

140℃,3min

74.85

92.60

160℃,3min

60.39

90.13

160℃,30s

75.25

92.62

整理前织物的亨特白度为93.19,甘茨白度为78.66。焙烘温度不超过160℃时,甘茨白度和亨特白度的变化都不明显。但当温度从140℃上升至160℃时,织物的甘茨白度从74.85下降到60.39,对比整理后织物在160℃30s时的亨特白度较好,为92.62。由于在高温焙烘下棉织物本身变黄,导致织物白度急剧下降,严重影响织物的外观和使用价值。

对比不同焙烘温度下的整理织物,得出160℃,3min160℃,30s时的织物的抗紫外性最好,但160℃,3min时断裂强力和白度都有明显下降。因此得出最佳焙烘温度和时间为160℃,30s

4.2.4抗菌性

6抗菌试验平板计数结果

样品

活菌数

抑菌率

0接触时间

3.2×104

/

空白样

3.8×108

/

测试样

1×105

99.9%

洗后抑菌率

3.8×107

89.9%

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注:二浸二轧(轧余率70%-80%烘干(80℃3min焙烘(160℃30s

测试表明,未经整理剂整理过的织物上菌落数极多,不具备抗菌性能。而经过纳米ZnO整理剂整理过的织物抗菌率可达到99.97%。说明纳米ZnO的抗菌性能很好。试验中还表明了整理后的织物经过洗涤之后,抗菌效果依然较好,说明其抗菌性能具有持久性。

5结论

(1)Zn(Ac)2·2H2OLiOH·H2O为原料,用溶胶-凝胶法制备出了纳米ZnO整理剂。

(2)织物最佳整理工艺为:二浸二轧(轧余率70%-80%烘干(80℃3min焙烘(160℃30s

(3)自制纳米ZnO整理剂的抗紫外和抗菌性能良好。织物经过整理后具有优异的抗紫外,抗菌性能,且耐久性好。纳米ZnO整理对织物的断裂强度,白度和透气性影响不大。

参考文献

[1]何叶丽译.抗紫外线辐射的纺织品[J].印染,2002,28(12):4548.

[2]王春阳,金珑.纳米ZnO抗菌性能的研究〔J.山东农业大学学报(自然科学版),2006,37(1):3942

[3]Menlenkamp E A.ASynthesis and growth of ZnO nanoparticles[J].J Phys Chem B,1998,102:5566-5572.


 

 

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