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在纺织品的日常使用过程中,人体皮肤分泌的汗液、皮脂等易使多孔结构的纺织品成为微生物附着、繁殖和传播的良好介质。微生物污染不仅会损坏纺织品本身的性能,而且某些致病菌会引发感冒、手、足藓等疾病的发生,对人体健康造成极大的威胁,因此抗菌整理技术就应运而生。随着生活水平提高,抗菌纺织品有助于提高人类健康、卫生水平,具有广阔的市场。本论文设计合成两种新型抗菌整理剂,并将其整理至棉纺织品上,赋予棉纺织品高效抗菌性能。(1)用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和N,N-二甲基乙醇胺反应引进反应活性基团-异氰酸酯(NCO),然后再与1,3-丙磺酸内酯(1,3-PS)进行开环反应得到含有末端异氰酸酯的磺酸型甜菜碱(ISB)。(2)以N,N-二甲基正十八胺、3-溴-1-丙醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料合成具有反应活性基团-异氰酸酯的长链季铵盐(IQAS)。并用红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)、X射线光电子能谱(XPS)等测试方法表征其分子结构。采用上述合成的ISB、IQAS、及其混合物(1:1)分别整理棉纺织品,通过整理剂末端的异氰酸酯与棉纤维表面的羟基发生化学反应,以化学键合方式牢固的附着到棉织物上。并采用FTIR(反射)、XPS对整理前后棉纺织品表面进行结构表征,用SEM法表征棉纺织品整理前后的表面形貌变化。此外,本实验将市售抗菌整理剂(AEM5700、SCJ-877、SCJ-2000)分别处理棉织物与IQAS整理的抗菌纺织品进行对比研究。用振荡法、活菌计数法、抑菌圈法系统研究抗菌剂本身及整理织物的抗菌性能,还综合测试了整理前后棉织物的力学性能、透湿性、亲水性和热性能,并采用动物经口试验评估ISB和IQAS的毒性大小。研究结果表明ISB对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)的最低抑菌浓度都为80μmol/mL;IQAS对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度分别为250μg/mL,45μg/mL。ISB整理棉织物的对E.coli和S.aureus的抗菌率分别大于99.5%、99.9%,且耐洗性好,达到AAA级别,属于非溶出性抗菌织物。经ISB整理的棉织物具有良好的抗菌粘附性,能防止纺织品长期使用后出现泛黄、发臭现象。ISB整理棉纺织品的力学性能(除拉伸强度略有降低)、亲水性、透湿性等都有所提高。采用动物经口试验评估甜菜碱的安全性,从小鼠致死量、体重变化、血清指标、组织病理切片等指标全面证明了甜菜碱是一种实际无毒的抗菌整理剂。综合对比IQAS、AEM5700、SCJ-877、SCJ-2000四种整理剂整理的棉织物的抗菌性能及其他性能。研究表明双重整理棉布对E.coli和S.aureus的抗菌率都在99.99%以上。并且IQAS整理棉纺织品抗菌效率高,在3h内基本能将接触细菌全部杀死。季铵盐整理棉织物耐洗性好,洗涤50次后抗菌效果均能达到AAA级别,属于非溶出性抗菌织物。此外,IQAS整理提高了棉布的亲水性,其透湿性稍有下降。IQAS整理棉纺织品改善了拉伸强度、断裂伸长率、顶破强度,撕破强度略有下降。但是相比市售的AEM5700、SCJ-877、SCJ-2000的整理剂整理织物,力学性能相当。动物经口试验测试结果表明IQAS的小鼠半数致死量(LD50)为4088.83 mg/kg,属于低毒物质。为了同时赋予棉织物高效抗菌性和抗菌粘附性采用ISB和IQAS以质量比为1:1的比例双重整理棉织物,其测试结果表明双重整理棉织物对E.coli和S.aureus都具有高效杀菌性,其抗菌率都大于99.99%。并且双重整理棉织物的抗菌性能持久,抗菌效果达到AAA级别,属于非溶出性抗菌织物。此外,双重整理棉织物对E.coli和S.aureus都表现出良好的抗菌粘附性。棉织物经双重整理后,亲水性有所提高,透湿性稍有下降。力学性能整理前后相差甚微。