SPEEK/PVA改性棉织物表面光诱导银纳米颗粒的生成研究

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金属纳米颗粒因其独特的性能广泛应用于光学、电学、磁学、催化及抗菌等领域,在有机高分子纤维材料上引入金属纳米颗粒,可制备出各种性能优异的复合功能纤维材料,实现高分子纤维材料的高性能化与功能化。本课题通过紫外光诱导法在磺化聚醚醚酮/聚乙烯醇(SPEEK/PVA)改性棉纤维织物表面生成银纳米颗粒,得到银纳米颗粒排列可控的功能型棉织物,具有良好的抗菌及导电性能,大大提高棉织物的附加值。论文主要分为以下三个部分:(1)SPEEK/PVA-AgNPs复合材料的制备。以SPEEK为光敏自由基载体,PVA为分散稳定剂,通过共混浇筑法制备SPEEK/PVA复合高分子膜,通过紫外光引发下形成SPEEK·自由基,在膜上将银离子还原成银纳米颗粒,从而得到SPEEK/PVA-AgNPs复合材料。采用紫外可见分光光度计(UV-Vis)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱分析(XPS)及傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等手段进行表征。结果显示:生成的银颗粒为纳米级,较均匀地分布在SPEEK/PVA高分子膜表面,复合膜整体呈现棕色;形成的银纳米颗粒具有较完整的晶型,且价态分析显示其为单质。(2)SPEEK/PVA-AgNPs棉织物的制备。通过浸渍烘焙法制备出SPEEK/PVA改性棉织物,利用紫外光诱导法在其表面生成银纳米颗粒,从而得到SPEEK/PVA-AgNPs棉织物,并采用UV-Vis、SEM、TG、EDS、XPS及FT-IR等对其进行表征。结果显示:银纳米颗粒在SPEEK/PVA改性棉织物上均匀生成,粒径为纳米级。形成的纳米颗粒具有较完整的晶形,且价态分析显示其为单质。棉织物整体呈现红棕色,通过改变紫外光照时间、银离子浓度和pH值控制银纳米颗粒在织物上的生成量,从而得到不同颜色深度的纳米银负载棉织物。(3)SPEEK/PVA-AgNPs棉织物应用性能研究。通过折皱回复性、拉伸性能和织物风格等指标测定了改性棉织物的服用性能,并分析了其抗菌性及导电性能。结果显示:银纳米颗粒的生成对棉织物的服用性能没有较大影响,并提高了织物的疏水性能;改性棉织物对革兰氏阴性的大肠杆菌和革兰氏阳性的金色葡萄球菌的抑菌率分别达到99.98%和90.26%;通过0.05mol·L-1AgClO4·H2O溶液制备的SPEEK/PVA-AgNPs棉织物电阻率为1.321·107Ω·cm,达到导电织物的指标要求。
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