载银沸石复合稀土改性尼龙抗菌纤维的研究

论文摘要

随着社会的发展，人们开始追求健康生活和良好生活品质，抗菌防臭织物逐渐受到了人们的关注。具有良好物理性能和纺织性能的尼龙纤维也受到了人们的关注。如何在保证纤维物理性能的前提下提高尼龙（PA）纤维的抗菌性能，就成为了尼龙（PA）抗菌改性的重点。本文利用载银沸石复合稀土来改性PA，设计了载银沸石、稀土和尼龙（PA）的三元共混，采用熔融纺丝制成尼龙抗菌纤维，讨论了材料的各种性能。主要研究内容如下：（1）以沸石为载体，AgNO3溶液为交换剂，通过离子交换法，制成了载银沸石，并对制备工艺对载银沸石银离子含量的影响进行了讨论。（2）将载银沸石和稀土与PA通过熔融共混制得共混材料，并对共混材料进行结晶性能的表征和流变性能的测试。（3）将载银沸石和稀土与PA按照不同比例通过熔融纺丝制得抗菌纤维，并对纤维的结构形态、力学性能进行了研究，对分别添加载银沸石和稀土及同时添加两种物质的抗菌纤维进行了抗菌性能的研究和分析。研究结果表明：制备载银沸石的适宜条件为：PH值为5、反应时间为3h、粒径在200-300目之间、反应温度为50℃、硝酸银含量为0.15mol/l。添加组分的引入使共混材料产生了异相成核结晶，细化结晶，使结晶度提高共混体系的流变曲线表现出明显的切力变稀行为，表明共混体系为假塑性流体。随着添加组分质量分数的增加，共混体系粘度降低，流变性能得到改善。硬脂酸的加入改善了载银沸石和稀土与PA基体间的相容性。而且随载银沸石和稀土的添加量增加，无机添加粒子易在PA基体中发生团聚，使材料缺陷增多，力学性能下降。用载银沸石复合稀土改性的尼龙抗菌纤维对大肠杆菌、八叠球菌、枯草杆菌都有快速的抑制能力，短时间的抗菌率都比较高，满足广谱抗菌、高效、快速的要求；稀土的加入提高了载银沸石的抗菌性能；添加组分含量在3％左右时，纤维便具很强的抗菌性，同时又具有良好的物理机械性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 抗菌剂和抗菌材料的研究进展
• 1.2.1 抗菌剂和抗菌材料的概念
• 1.2.2 抗菌剂和抗菌材料的发展历史及研究现状
• 1.3 抗菌剂的分类
• 1.3.1 天然抗菌剂
• 1.3.2 有机抗菌剂
• 1.3.3 无机抗菌剂
• 1.4 金属离子抗菌剂的研究进展
• 1.4.1 金属离子抗菌剂的研究现状
• 1.4.2 金属离子抗菌剂的分类
• 1.4.3 金属离子抗菌剂的制备方法
• 1.5 稀土抗菌的研究进展
• 1.5.1 稀土抗菌效应的研究历史和现状
• 1.5.2 稀土的抗菌机理
• 1.6 抗菌织物的研究进展
• 1.6.1 抗菌织物的研究历史和现状
• 1.6.2 抗菌织物的制备方法
• 1.7 抗菌性能测试方法
• 1.7.1 细菌数量的测定方法
• 1.7.2 抗菌材料抗菌性的评价方法
• 1.8 本课题的提出及研究内容
• 1.8.1 课题的提出
• 1.8.2 本论文的主要研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验主要试剂及仪器设备
• 2.1.1 主要试剂
• 2.1.2 主要仪器及设备
• 2.2 实验过程
• 2.2.1 沸石的预处理
• 2.2.2 载银沸石的制备
• 2.2.3 制备载银沸石/稀土/PA6 复合材料
• 2.3 测试
• 2.3.1 载银沸石银含量的测定
• 2.3.2 复合材料偏光显微镜的观察
• 2.3.3 复合材料 SEM 测试
• 2.3.4 复合材料力学性能测试
• 2.3.5 复合材料流变性能分析
• 2.3.6 抗菌性能测试
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 影响抗菌剂合成中沸石载银量的因素分析
• 3.1.1 正交试验确定最佳的载银沸石制备条件
• 3.1.2 温度对沸石载银量的影响
• 3.1.3 沸石粒径对沸石载银量的影响
• 3溶液的浓度对沸石载银量的影响'>3.1.4 AgNO₃溶液的浓度对沸石载银量的影响
• 3.1.5 PH 值对沸石载银量的影响
• 3.1.6 反应时间对载银量的影响
• 3.2 载银沸石/稀土/PA 复合材料偏光显微镜的观察
• 3.2.1 结晶形态的观察
• 3.2.2 偏光显微镜观察的纤维表面形态
• 3.3 载银沸石/稀土/PA 复合材料的断面分析
• 3.4 载银沸石和稀土添加量对力学性能的影响
• 3.5 载银沸石和稀土对共混物流变性能的影响
• 3.5.1 剪切应力对剪切速率的影响
• 3.5.2 剪切速率对表观粘度的影响
• 3.5.3 温度对表观粘度的影响
• 3.5.4 不同载银沸石和稀土含量在相同剪切力下对表观粘度的影响
• 3.6 抗菌性能分析
• 3.6.1 不同添加粒子的抗菌能力分析
• 3.6.2 硬脂酸改性纤维的抗菌能力的影响
• 3.6.3 不同添加组分改性纤维的抗菌能力分析
• 3.6.4 载银沸石复合稀土改性尼龙抗菌纤维的抗菌能力分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢