磺酸甜菜碱抗菌剂的制备及其在棉织物上的应用研究

来源 :江南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mustang2001
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棉织物因其吸湿透气、穿着舒适及生物可降解等优点备受青睐,但也极易滋生细菌、霉菌等微生物,致其服用性能下降、影响公共环境卫生,更危害人体健康,因此对棉织物进行抗菌整理具有重要意义。论文探讨了一种新型抗菌整理剂——磺酸甜菜碱两性离子聚合物的结构及其合成路线。以N,N-二甲基烯丙基胺(DMAA)与1,3-丙磺酸内酯(1,3-PS)为反应物,合成了磺酸甜菜碱单体SPB。采用核磁共振氢谱(~1H NMR)与红外光谱(FTIR)对产物SPB的结构进了行表征分析,并通过单因素分析法确定了合成SPB的优化工艺条件为:反应摩尔比1.0:1.2,反应温度60℃,反应时间6 h。以SPB与马来酸酐(MAH)为原料进行聚合反应,制备了磺酸甜菜碱聚合物PSPB。通过FTIR测试表征分析了聚合物PSPB的分子结构,并通过单因素分析法确定了制备PSPB的优化工艺条件为:SPB浓度9%,反应摩尔比1.0:1.0,引发剂用量1.2%,反应温度65℃,反应时间4 h。采用常量肉汤稀释法与活菌计数法分别对SPB与PSPB进行抗菌活性测试,结果显示,SPB对大肠杆菌(E.coli)与金黄色葡萄球菌(S.aureus)的最小抑菌浓度(MIC)分别为19.2、9.6 mg/mL;PSPB对E.coli与S.aureus的MIC分别为2.25、1.125 mg/mL。PSPB的抗菌活性远高于SPB。以PSPB为整理剂、采用轧烘焙工艺对棉织物进行抗菌整理,通过FTIR、X射线光电子能谱(XPS)以及扫描电镜(SEM)测试对抗菌棉织物的表面结构形态进行表征分析,结果表明PSPB上的-COOH与棉纤维上的-OH发生反应,即PSPB以共价键的方式固定在棉织物表面。通过单因素分析法确定了PSPB整理棉织物的优化工艺条件为:PSPB浓度54 g/L,浴比1:30,浸泡时间70 min,烘焙温度170℃,烘焙时间150 s。采用振荡烧瓶法对经PSPB优化工艺整理棉织物的抑菌效果及耐洗性能进行测试,并系统测试了抗菌棉织物的亲水性能、透气透湿性能、力学性能、白度以及热性能等服用性能。研究结果表明,整理棉织物对E.coli与S.aureus的抑菌率分别为99.87%、99.99%,经50次洗涤后对E.coli与S.aureus的抑菌率仍远高于AAA级抗菌纺织品的抑菌标准。棉织物经PSPB抗菌整理后,亲水性能大大提高,最大芯吸高度由9.4 cm增至17.9 cm;透气性能与透湿性能分别提高了10.49%、14.88%;经、纬向断裂强力保留率分别为88.02%、86.77%,经、纬向断裂伸长率分别提高了8.84%、6.63%;白度保留率为89.59%;热性能未受到明显影响,以上性能均满足服用要求。
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