粘胶非织造布表面改性及其结构性能研究

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粘胶非织造布具有良好的吸湿性、抗静电性和柔软舒适等性能,并且原料是天然纤维素,具有可生物降解和可再生等优点,因此被广泛运用在医疗卫生、穿着服饰及一次性用品等领域。目前,许多研究学者通过功能改性的方法来赋予粘胶非织造布特殊性能,提高其应用性能,拓展其应用领域。改性方法中表面接枝聚合改性法因操作简单、污染小而备受关注。本课题以此为出发点,通过铈离子引发粘胶纤维和粘胶非织造布接枝丙烯酸,然后采用还原剂还原纳米银法整理接枝粘胶非织造布,实现粘胶非织造布的超吸水特性,并赋予其良好的抗菌性能。
  本课题研究了粘胶纤维接枝丙烯酸的可行性。先探究接枝工艺参数对纤维接枝率和吸水性能的影响,得出最佳接枝工艺参数,单体丙烯酸浓度为10%、引发剂硝酸铈铵浓度为1%、硝酸浓度为2%、反应温度为60℃。利用红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和热重分析仪(TG)等测试手段,研究了接枝前后粘胶纤维化学结构和形态结构的变化,研究结果证实了丙烯酸共聚物成功接枝在粘胶纤维上。
  在接枝粘胶纤维的基础上对粘胶非织造布进行接枝改性,探究接枝工艺参数对其接枝率和吸水性影响。选取最佳接枝工艺参数为,单 体丙烯酸浓度为10%、引发剂硝酸铈铵浓度为1.5%、硝酸浓度为2%、反应温度为70℃。采用FTIR、XPS、SEM等测试手段对接枝前后粘胶非织造布的结构进行了研究,结果表明粘胶非织造布上也成功地接枝丙烯酸共聚物。然后探究了不同接枝率下,接枝粘胶非织造布接触角、白度及力学性能的变化情况。研究结果表明,随着接枝粘胶非织造布接枝率的增大,其接触角不断减小,白度略微下降但变化不大,经纬向拉伸强力先变大后减小,撕破强力则不断降低。
  在铈离子引发接枝共聚基础上,对接枝丙烯酸的粘胶非织造布进行还原剂还原纳米银整理,并探究了整理工艺对其抗菌性能的影响。选取最佳整理工艺为,接枝率为31.3%,硝酸银浓度为0.5mM、柠檬酸三钠浓度为5mM、整理温度为80℃、整理时间为40min,整理后非织造布对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别达到99.58%和99.88%,抗菌性能优异。然后对非织造布进行XRD、SEM和紫外-可见吸收光谱测试分析,结果表明纳米银粒子成功负载在接枝粘胶非织造布上,且接枝粘胶非织造布比纯粘胶非织造布能吸附更多的纳米银粒子。
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