环境中存在许多病原微生物,严重影响着人们的健康生活。纺织品的多孔结构极易吸附和滋生细菌,有害细菌以纺织品为媒介,危害人类的身体健康。随着人们健康意识、环保意识的提高,抗菌材料、特别是抗菌纺织品的研究和开发受到广泛关注。金属及其氧化物的纳米材料、壳聚糖、季铵盐、季磷盐、卤胺化合物等抗菌剂应运而生。抗菌纺织品既要达到快速、持久的杀菌效果,又能在抗菌处理过程不影响织物的服用性能,同时对人体和环境无害。卤胺抗菌剂以广谱抗菌、快速杀菌、抗菌功能可再生的优势,很好的迎合了抗菌纺织品的需要。卤胺抗菌剂在应用过程中,受紫外光照容易分解,造成活性氯含量损失进而导致抗菌性能下降。提高卤胺抗菌剂的耐紫外稳定性,具有十分重要的应用价值。本研究通过以下两个方面着手:选择有机类紫外防护剂3,3,4,4-二苯甲酮四羧酸二酐(BPTCD)、1,2,4-三氮唑-3-甲酸甲酯(BHMEC),分别和卤胺前驱体一起整理棉织物,来改善卤胺抗菌棉织物的紫外稳定性;选用无机类紫外屏蔽剂ZnO、AgCl纳米颗粒,分别和卤胺前驱体协同制备紫外稳定性能较好的抗菌棉织物。同时对二环己基碳酰亚胺(DCC)/4-二甲氨基吡啶(DMAP)体系、紫外光接枝、电子束辐射接枝、硫醇-烯点击化学、等离子引发接枝的反应速率进行对比,以获得改性效率高、抗菌性能优异、紫外稳定性好的棉织物。以5,5-二甲基海因和二氯乙胺盐酸盐反应合成氨乙基海因(NDMH),核磁共振氢谱确定了产物结构。通过轧烘焙工艺将紫外防护剂BPTCD整理到棉织物上,在纤维表面引入了羧基,在DCC/DMAP体系下与NDMH发生酰胺化反应,经次氯酸钠氯化后得到卤胺抗菌织物。抗菌测试结果表明,卤胺改性织物可在10 min接触时间内杀死接种数量为9.70×10~6 CFU的金黄色葡萄球菌,30 min内杀死数量为5.20×10~6 CFU的大肠杆菌。改性棉织物UPF为42.25,在紫外光照射24 h后,保留了44%的活性氯,经过重新氯化,活性氯可以恢复到89%。改性织物经向强力保留率为81.6%,纬向强力保留率为76.4%。但是DCC/DMAP体系反应时间需要24 h,反应速率有待提高。以5,5-二甲基海因和烯丙基溴反应合成了3-烯丙基-5,5-二甲基海因(ADMH),核磁共振氢谱确定了产物结构。紫外防护剂BPTCD含有光敏剂二苯甲酮的结构,先将BPTCD整理到棉织物上,然后利用紫外光照射引发ADMH在纤维表面接枝共聚。制备的改性织物可在10 min接触时间内使100%的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌失活。改性棉织物UPF为43.17,在紫外光照射24 h后,氯含量保留率达50%,重新氯化后氯含量可恢复至93%。改性织物经向强力保留率为72.4%,纬向强力保留率为67.5%。紫外光照射引发接枝反应只需25 min,反应速率明显提高,并且紫外稳定性也有一定提高。以BHMEC为紫外吸收剂、ADMH为卤胺前驱体,溶于丙酮形成整理液,棉织物在整理液中二浸二轧,采用电子加速器共辐射工艺,制备卤胺抗菌防紫外棉织物。所得改性织物可在10 min内杀死9.70×10~6 CFU的金黄色葡萄球菌和5.20×10~6 CFU的大肠杆菌,杀菌率100%。改性棉织物的UPF为46.95,紫外光照射24 h后,氯含量保留率达48%,重新氯化后氯含量可恢复至91%,紫外稳定性和可恢复性较好。整理后织物经向强力保留率为68.9%,纬向强力保留率为65.2%。电子加速器共辐射接枝实现了抗菌功能和防紫外功能的一浴法整理,反应效率较高,但强力损失偏大。考虑到紫外光辐照引发接枝和电子束辐射接枝对织物强力损伤较大,采用温和的硫醇-烯点击反应来制备抗菌防紫外棉织物。先用纳米ZnO溶胶处理棉织物,在织物表面引入ZnO;再用3-巯丙基三乙氧基硅烷处理棉织物,在纤维表面引入巯基;最后以安息香双甲醚为光引发剂,在紫外光照射下,巯基与ADMH发生硫醇-烯点击反应,在纤维表面接枝卤胺前驱体,接枝后的棉织物经次氯酸钠氯化后获得卤胺抗菌织物。点击反应接枝棉织物能在1 min内全部杀死1.13×10~6 CFU的金黄色葡萄球菌、5 min内全部杀灭2.67×10~6 CFU的大肠杆菌。抗菌棉织物UPF为42.65,经紫外光照射24 h,保留了47%的活性氯,重新氯化后可恢复至初始的93%。整理后织物经向强力保留率为80.8%,纬向强力保留率为75.3%。硫醇-烯点击反应只需光照10 min,反应条件温和,反应速率较快。为了进一步提高反应速率,通过低温等离子体引发接枝来制备抗菌防紫外棉织物。采用连续交替浸渍法在棉织物表面负载氯化银纳米颗粒,再将棉织物在卤胺前驱体ADMH的整理液里浸轧,室温干燥后,经等离子体引发接枝制得抗菌防紫外织物。整理后的棉织物具有优异的抗菌性能,可在1 min接触时间内使100%的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌失活,氯化银和卤胺化合物有较好的协同抗菌作用。改性棉织物的UPF为56.45,照射24 h后的整理布样仍然含有54%的活性氯,重新氯化后氯含量可恢复至92%。改性织物经纬向强力保留率分别为84.3%和80.2%。低温等离子体引发接枝反应仅需处理3 min,反应效率极高,织物强力保留率较好。综上所述:以上五种方案都制得了抗菌性能和紫外稳定性较好的棉织物。DCC/DMAP体系需先将BPTCD预处理到棉织物上,且与氨乙基海因酰胺化反应需要24 h,反应速率偏慢;紫外光引发接枝也要将BPTCD预处理到棉织物上,接枝反应只需光照25 min,但强力损伤较明显;电子加速器共辐射接枝实现了卤胺抗菌功能和防紫外功能的一步法整理,反应效率较高,但强力损失偏大;硫醇-烯点击反应只需光照10min,反应速率较快,强力保留率好,但需要分步将ZnO和巯基引入到纤维上;低温等离子体引发接枝需先将氯化银负载到纤维上,等离子体处理时间只要3 min,反应速率快,织物强力保留率较好。