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納米氧化鋅整理織物的防紫外線及抗菌性能研究

來源:印染在線 發(fā)布時間:2015年03月20日
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由圖1最終產(chǎn)物晶型的主要衍射晶面參數(shù)與標準卡片PDF:36­­1451六角纖鋅礦型氧化鋅的主要晶面參數(shù)符合良好。產(chǎn)物狀態(tài)為半透明至不透明的溶膠狀液體,沒有沉淀、沒有肉眼可見的顆粒狀物質(zhì)存在。制得的ZnO粒度用謝樂公式估算為納米級。產(chǎn)物主要成分的XRD譜圖中的三個主要衍射峰對應的角分別位于標準卡片PDF:36­­1451六角纖鋅礦型氧化鋅中三個主要衍射峰對應角附近。

晶粒度計算:由謝樂(Scherrer)公式

式中:K---Scherrer常數(shù),其值為0.89λ---X射線的波長(Cu),其值為0.15405nm;

β---衍射線半高峰強度處因晶粒細化引起的寬化度(FWHM)θ---衍射角。

由主要晶面(100)計算實驗制備納米ZnO的粒徑為20nm左右。

4.2整理織物的性能

4.2.1抗紫外線性能

澳大利亞/新西蘭標準(AS/NZS 4399:1996UPF的數(shù)值和防護等級如下:

1 UPF數(shù)值及防護等級

UPF范圍

防護分類

紫外線透過率%

UPF等級

1524

較好

6742

15,20

2539

非常好

4126

2530,35

4550,50+

非常優(yōu)異

≤25

40,45,50,50+

2整理前后織物的抗紫外線性能

樣品

UPF

UPF等級

未整理織物

7.87

<15

浸軋100℃,3min

68.5

50+

浸軋120℃,3min

76.3

50+

浸軋140℃,3min

76.6

50+

浸軋160℃,3min

77.6

50+

浸軋160℃,30s

77.7

50+

織物經(jīng)納米ZnO整理前后的UPF值見表2。數(shù)據(jù)表明,整理前UPF值為7.87,經(jīng)過納米ZnO整理后的織物,UPF值隨著浸軋溫度的升高而提高,在160℃,3min160℃,30sUPF值最高,分別為77.677.7UPF等級都為50+,抗紫外性能明顯提高。

為了測試織物整理效果的耐久性,對其進行皂洗后抗紫外性的測試。皂洗參照國標GB/T3921.3—1997方法,洗滌條件如下:

皂液:標準皂片5 g/L;無水碳酸鈉:2g/L;溫度:(60±2;時間:30min;浴比:50∶1。水洗后UPF值見表3。

3皂洗前后織物抗紫外性能

樣品

洗前UPF

洗后UPF

未整理織物

7.87

9.08

浸軋100℃,3min

68.5

71.2

浸軋120℃,3min

76.3

83.5

浸軋140℃,3min

76.6

89.7

浸軋160℃,30s

77.6

90.6

浸軋160℃,3min

77.7

90.6

3表明,水洗后織物的UPF值會有一定的上升,160℃,3min160℃,30s時的浸軋工藝可以高達90.6。這是由于水洗后,織物的厚度會進一步的上升,織物經(jīng)潤濕再干燥后時,但由于纖維和紗線間摩擦阻力關(guān)系,織物仍將保持收縮時的狀態(tài),其面積往往縮小。所以經(jīng)過浸濕后自然干燥的織物,厚度增加,其防護系數(shù)UPF值也隨之增加。

4.2.2斷裂強力

整理前后織物的強力見表4

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4不同焙烘溫度下斷裂強力

樣品

未整理織物

100℃,3min

120℃,3min

140℃,3min

160℃,3min

160℃,30s

強力(N

1184

1141

1156

1162

1089

1160

從表4中可以看出:對于純棉織物來說,隨著溫度的增加,織物的強力有所下降。160℃,3min時斷裂強力降為1089,損失較多。160℃,30s時斷裂強力為1160,強力損失較小。

4.2.3織物的白度

整理前后織物的白度測試結(jié)果如表5

5不同焙烘溫度下織物的白度

樣品

甘茨白度

亨特白度

未整理織物

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

整理前織物的亨特白度為93.19,甘茨白度為78.66。焙烘溫度不超過160℃時,甘茨白度和亨特白度的變化都不明顯。但當溫度從140℃上升至160℃時,織物的甘茨白度從74.85下降到60.39,對比整理后織物在160℃,30s時的亨特白度較好,為92.62。由于在高溫焙烘下棉織物本身變黃,導致織物白度急劇下降,嚴重影響織物的外觀和使用價值。

對比不同焙烘溫度下的整理織物,得出160℃,3min160℃,30s時的織物的抗紫外性最好,但160℃,3min時斷裂強力和白度都有明顯下降。因此得出最佳焙烘溫度和時間為160℃,30s

4.2.4抗菌性

6抗菌試驗平板計數(shù)結(jié)果

樣品

活菌數(shù)

抑菌率

0接觸時間

3.2×104

/

空白樣

3.8×108

/

測試樣

1×105

99.9%

洗后抑菌率

3.8×107

89.9%

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注:二浸二軋(軋余率70%-80%烘干(80℃,3min焙烘(160℃,30s

測試表明,未經(jīng)整理劑整理過的織物上菌落數(shù)極多,不具備抗菌性能。而經(jīng)過納米ZnO整理劑整理過的織物抗菌率可達到99.97%。說明納米ZnO的抗菌性能很好。試驗中還表明了整理后的織物經(jīng)過洗滌之后,抗菌效果依然較好,說明其抗菌性能具有持久性。

5結(jié)論

(1)Zn(Ac)2·2H2O、LiOH·H2O為原料,用溶膠-凝膠法制備出了納米ZnO整理劑。

(2)織物最佳整理工藝為:二浸二軋(軋余率70%-80%烘干(80℃,3min焙烘(160℃,30s

(3)自制納米ZnO整理劑的抗紫外和抗菌性能良好??椢锝?jīng)過整理后具有優(yōu)異的抗紫外,抗菌性能,且耐久性好。納米ZnO整理對織物的斷裂強度,白度和透氣性影響不大。

參考文獻

[1]何葉麗譯.抗紫外線輻射的紡織品[J].印染,2002,28(12):4548.

[2]王春陽,金瓏.納米ZnO抗菌性能的研究〔J.山東農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版),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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