图1纳米粉体分散体系上层澄清液体积百分数与分散剂质量百分数关系 |
由图1知,上层澄清液的体积随聚丙烯酸钠含量的增加先减小后增加,在聚丙烯酸钠含量为2%时其上层澄清液体积百分数最小,表明此时分散体系最稳定。当聚丙烯酸钠的含量低于2%和高于2%时分散体系的稳定性降低,这是由于聚丙烯酸钠的含量较低时,它不能完全覆盖粒子的表面,这样吸附在某一表面的高分子链将同时粘附于另一质点的未被覆盖的表面,通过桥联的方式将两个或多个的质点拉在一起,引起絮凝;当加入过量的聚丙烯酸钠时,达到过饱和吸附,这时伸向水中的链就会缠绕在一起,同样会使颗粒发生团聚,故聚丙烯酸钠的加入量有一最佳值,并不是越多越好。
3.2抗菌性测试结果
抗菌性能测试结果见表7:
表6细菌减少百分率
试样编号 | 抗菌率 | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||||
纳米用量 (o.w.f.) | 2% | 81.6 | 80.4 | 85.0 | 85.3 | 85.1 | |||
3% | 94.0 | 91.5 | 95.0 | 96.2 | 96.7 | ||||
5% | 96.1 | 93.0 | 99.9 | 99.9 | 99.9 |
表7表明,随着纳米粉体用量的增加,抗菌率增加,当用量在3%~5%时抗菌性比较好。另外,在纳米TiO2中添加部分纳米ZnO或在纳米ZnO中添加部分纳米TiO2,其处理织物的抗菌效果要比单一纳米材料的抗菌效果好一些,说明纳米TiO2和ZnO之间存在纳米协同效应。这主要是由于纳米TiO2和ZnO的表面原子所处的环境和禁带宽度不同,粒子的表面效应存在差异,故对光照尤其是紫外线的吸收有其特征的波段。当纳米TiO2和ZnO复合物处理到棉织物上后,能在更宽的波段范围内吸收紫外线,更多的分解出自由移动的带负电的电子(e↑)和带正电的空穴(h+),并形成光生电子—空穴对,它们与周围的水和氧反应生成更多的O2-、HO·、HO2·和H2O2,从而更好的把细菌杀死,使织物的抗菌效果得到提高[8][9],但实验中没有找出具有最佳协同效应的TiO2和ZnO的混合比例,有待于进一步研究。
3.3耐洗性
取纳米粉体用量为3%的4#试样按照GB/T8629-2001标准中的4A程序进行洗涤,水洗一次、五次和十次后测其抗菌率,结果见表7:
表7水洗次数和细菌减少百分率的关系
水洗次数 | 一次 | 五次 | 十次 |
抗菌率% | 90.5 | 81.3 | 73.6 |
由表7可知,经过整理的织物水洗牢度比较好,水洗十次以后织物的抗菌率在70%以上。
4.4.结论
1、低聚丙烯酸钠比其它三种分散剂的分散效果好,且在pH=9或10时纳米微粒的分散效果最好,悬浮液最稳定。
2、当纳米粉体用量为3%(o.w.f.),低聚丙烯酸钠用量为2%(o.w.f.)时,纳米微粒的分散效果最好。
3、纳米ZnO的抗菌性比纳米TiO2的抗菌性好,纳米TiO2/ZnO复合粉体的抗菌性要比单一纳米TiO2或ZnO的抗菌性要好,这证明了复合纳米粉体协同效应的存在。
4、纳米粉体用量大于等于3%(o.w.f.)时,棉织物具有很好的抗菌性,且洗涤10次抑菌率仍达70%以上。
参考文献
[1]崔少英,张军英等.纳米陶瓷粉抗菌性能应用研究.江苏陶瓷.2002,35(1):15~17
[2]王秀,孟家光.纳米材料及其在功能性纺织品上的应用.新纺织,2003,(5):9~11
[3]酒金婷,李春夏等.纳米氧化锌在水中的分散行为及其应用.印染,2002,(1):1~3
[4]郭小龙,陈沙鸥等.纳米陶瓷粉末分散的微观过程和机理.青岛大学学报,2002,15(1):78~88
[5]方景芳.羊绒、丝绒针织物纳米远红外整理.印染,2003(8):5~7
[6]马文有,田秋等.纳米颗粒分散技术研究进展——分散方法与分散机理.中国粉体技术,2002,8(3):28~31
[7]罗永明,潘伟,陈健.分散剂对纳米碳化硅粉末在水中分散的影响.材料导报,2000,14:349~351
[8]姚恩亲,江棂,马家举.新型抗菌剂——纳米TiO2的研究与应用.化学与生物工程,2003(6):50~54
[9]张宇,葛存旺等.无机纳米抗菌剂用于医用无菌纱布的研究.东南大学学报,2001,31(2):11~12
The Desperseing of Nano-powder and Antibacterial Finishing of the Cotton Fabrics
Teng Zhiqiang Zhu Ping Zhang Jianbo Wang Bing
ABSTRACT;In this paper,the dispersive effects of four kinds of dispersant at different pH value and the optimum dosage of the best dispersant have been studied.The experimental results show that 2%(o.w.f.)PAA-Na has the best dispersion stability for 3%(o.w.f.)nano-particle at pH=9.In addition,the composite nano-particle ZnO/TiO2 which are finished to cotton fabric for the antibacterial finishing also have been studied.The results show that the antibacterial effect of composite nano-particle ZnO/TiO2 is better than that of single nano-particle.This proves that the nano-synergistic effect is existent.But it is not obvious.
Keywords:PPA-Na dispersivity nano-ZnO/TiO2 antibacterial finishing synergistic effect
<<上一页[1][2]