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棉织物阻燃/抗菌及阻燃/疏水体系研究

发布日期:2023-07-31   来源:   点击量:

棉织物因其柔软、耐用、轻便、易于染色、易于清洗等特性而在日常生活和工业制造中被广泛使用。但其极其易燃,且燃烧迅速,给人们的生产生活带来极大的安全隐患。此外,附着在棉织物上的细菌和其他微生物可能会增加患皮肤病的风险,此外,棉织物也具有较强的亲水性,属于典型的吸湿材料。本研究以聚硅氧烷为主体,构建了阻燃/抗菌和阻燃/疏水两种体系。

(1)阻燃/抗菌多功能棉织物制备及性能

以线性聚硅氧烷衍生物(DMH-BPMS)和聚磷酸铵(APP)为基础,构建了阻燃抗菌涂层。研究发现,涂层均匀的涂覆于棉织物表面,LOI和VFT试验表明,DMH-BPMS/APP/Cotton的LOI值可达29.8%,残碳长度为9.6 cm。TG分析表明,DMH-BPMS/APP/Cotton具有良好的热稳定性。在750℃氮气条件下,残炭量高达38.93%,较纯棉提升26.16%。锥形量测试表明,与APP/Cotton相比,DMHBPMS/APP/Cotton的TSP降低了36%。XPS分析和拉曼光谱分析表明,当DMH-BPMS/APP/Cotton在高温下,聚硅氧烷分解形成高度石墨化异构体硅碳层,与聚磷酸铵协同阻燃。DMHBPMS/APP/Cotton对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有惊人的抑菌作用,抑菌率分别可达97.8%和99.0%。此外,处理前后棉织物的白度和强力变化较小。

(2)阻燃/疏水多功能棉织物制备及性能

以含氢硅油和3-(二甲基膦酸)-N-甲基丙酰胺为原料,合成了一种阻燃双功能改性的新型聚硅氧烷基聚合物(HSCP)。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱仪(EDS)的结果证实了HSCP被加工到棉织物表面。结合垂直燃烧、极限氧指数值、热重和锥量热试验数据,评价了棉织物处理前后阻燃性的变化。最佳处理棉织物的LOI值为32.5±0.3%,说明处理后的棉织物具有良好的热稳定性和良好的抑制热能力。此外,水接触角试验证实与未处理棉织物相比,棉织物的水接触角为158°。

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功能纺织品与先进材料研究院董朝红教授的相关研究近期发表在纺织领域知名期刊Ind. Industrial Crops & Products 191 (2023) 115934和Surfaces and Interfaces 38 (2023) 102771上,该系列工作得到了国家自然科学基金资助项目(51991354),国家自然科学基金资助项目(No.22075158)和生物多糖纤维形成与生态纺织国家重点实验室(青岛大学)基金资助项目(ZDKT202110)的支持。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.115934https://doi.org/10.1016/j.surfin.2023.102771