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纳米氧化锌尺寸小、比表面积大,具有抗紫外线和抗菌除臭的作用。因此,通过原位生长的方式和异相成核的机理在棉纤维表面及其内孔中获得纳米氧化锌晶体,赋予纤维或织物特殊的功能性是目前研究的重点。本文的试验条件为在氯化锌浓度为1.0mol/L,氢氧化钠浓度为2.0mol/L,反应温度分别为60℃、80℃和100℃,反应时间为20min下进行纳米氧化锌在棉纤维表面和内孔中原位合成。通过低温水热的方法,实现纳米氧化锌的原位生长,并通过XRD、SEM和FE-SEM来表征棉纤维表面的纳米氧化锌和组装体系中纳米氧化锌的晶体结构和晶体形态;采用差热分析法计算组装体系中纳米氧化锌的含量;采用紫外-可见分光光度仪UV-2401 PC和SPF Spectrophotometer分光光度仪Camspec M350测试纳米氧化锌溶液和组装体系的抗紫外线性能;测试组装体系的性能,如织物的断裂强力、织物的透气性和织物的折皱回复角。
通过X射线衍射可知:采用本试验的方法在棉纤维表面生成的纳米氧化锌为六方晶系的氧化锌,并且纯度高,结晶完整;以棉纤维为模板的组装体系所制得的纳米粒子的粒径要比相同条件下棉纤维表面上的纳米氧化锌粒径小很多;通过扫描电镜图和场发射扫描电镜图,可以清晰的看到纳米氧化锌在棉纤维表面和棉纤维内孔中的原位生长。
采用差热分析法,测试组装体系中纳米氧化锌的含量是9%。
测试组装体系的抗紫外线性能和抗菌性能,结果表明:按照AATCC Test Method183-1998测试标准,纳米氧化锌/棉纤维组装体系具有良好的屏蔽紫外线的效果,UPF值显著提高,且UPF等级均达到了50+。纳米氧化锌/棉纤维组装体系具有良好的抗菌性能,按照GB8965-1998水洗标准水沈8次后,按照AATCC Test Method100-2004抗菌测试标准测试组装体系对金黄色葡萄球菌staphylococcus aureus的抑菌率为66%,对大肠杆菌Escherichia coli的抑菌率为81%。
纳米氧化锌/棉纤维组装体系的断裂强力、断裂伸长率、透气率均比原布下降,但是折皱回复角比原布增加。