作为典型的纤维素纤维制品,棉织物具备良好的吸湿性、舒适性、悬垂性、染色性和手感,在纺织业中占据极其重要的地位。然而,棉织物易滋生有害微生物与易燃两大问题严重制约其发展与应用,同时实现棉织物的抗菌与阻燃改性引起全社会的关注与重视,亦契合纺目前织品多功能化的发展需求。在现有研究工作中,抗菌/阻燃多功能棉织物虽然取得了较好的成效,但普遍存在制备过程繁琐、耐水洗性能差、阻燃性能不佳的问题,如何简易构建棉织物用高效、耐久阻燃抗菌多功能整理体系具备重要的研究价值与现实意义。
团队以高阻燃性的乙二醇磷酸铵(AP)为交联剂、双羟基海因(BD)为卤胺前驱体,通过一步法简易制备了抗菌/阻燃多功能棉织物AP/BD-5-Cl。研究发现,该体系具备较高的阻燃效率,在负载量为11.0%时,AP/BD-5-Cl的LOI值达到32.9%,在垂直燃烧中表现优良,离火自熄,其最大热释放速率与总热释放量下降了81%与60%;同时,AP/BD-5-Cl具备优良的抗菌性能与耐水洗性能,其可在5 min内杀灭106~107 CFU/mL的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌,且具备抗菌可再生性,经过50次标准水洗后织物上的负载量基本保持不变,LOI值维持在30.5%,相比于磷酸铵类阻燃棉织物,双羟基海因的引入能降低织物上磷酸/磷酸铵基团的残余量,有效避免了其在水洗过程中的离子交换反应,从而赋予其良好的耐水洗性能。此外,该多功能体系对棉织物的透气性、手感和白度影响较小。该研究发展了一种简便实现棉织物阻燃抗菌多功能化的新方法,为制备高效、耐久阻燃多功能棉织物提供了一种新途径。
该研究工作近期以“Reasonable multi-functionality of cotton fabric with superior flame retardancy and antibacterial ability using ammonium diphosphate as cross-linker”为题发表在Chemical Engineering Journal, 2024, 485: 149848,论文第一作者为硕士研究生秦瑞彤,通讯作者为蒋之铭副教授,该研究得到了国家自然科学基金(51991354, 51991350, 51703101)、省部共建生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室(青岛大学)(ZDKT202107)、山东省泰山学者青年项目(tsqn202211126)等的资助。