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?。?.華南理工大學(xué)材料學(xué)院廣州510640；2.廣州擎天新材料研究開(kāi)發(fā)有限公司廣州510300）得具有抗菌性能的丙綸。掃描電鏡觀察經(jīng)表面處理的抗菌粒子在丙綸中分散較好，大小均勻，且與PP基體具有良好的相容性；DSC測(cè)試表明抗菌粒子對(duì)PP基體有異相成核誘導(dǎo)結(jié)晶作用，使PP結(jié)晶度提高，熔融溫度上升；抗菌粒子的加入會(huì)降低丙綸力學(xué)性能，但通過(guò)對(duì)抗菌粒子進(jìn)行表面處理和改變纖維后牽伸比可以減小抗菌丙斤性能下降幅度，使之與普通丙論相當(dāng)；通過(guò)對(duì)抗菌丙綸抗菌性能的檢測(cè)，該抗菌丙論對(duì)革蘭氏陰性菌和陽(yáng)性菌都具有較強(qiáng)的抗菌性，抗菌率都超過(guò)99.9%，水洗使抗菌丙綸的抗菌性能下降不大，具有長(zhǎng)效抗菌性能。

　　關(guān)楗詞：抗菌抗菌丙綸丙綸聚丙烯無(wú)機(jī)抗菌劑。前言隨著人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)，特別是工業(yè)化程度的日益提高，環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，同時(shí)人們對(duì)環(huán)境衛(wèi)生和自我保健的意識(shí)也日益增強(qiáng)，于是各種環(huán)保材料、功能材料應(yīng)運(yùn)而生。在日常生活中，人們不可避免地接觸到各種各樣的細(xì)菌、真菌等微生物，這些微生物在合適的外界條件下；會(huì)迅速繁殖，并通過(guò)接觸等方式傳播疾病，影響人們的身體健康和正常的工作、學(xué)習(xí)和生活。各種紡織品常常是這些微生物良好的棲身地，成為疾病的重要傳播源。特別是在醫(yī)院中，空氣內(nèi)常漂浮著各種具有污染性的細(xì)菌。醫(yī)護(hù)人員和患者的服裝上，以及床單、窗簾、地毯等醫(yī)院曰用紡織品上有很大的帶菌可能性，這不僅易于造成患者的交叉感染，也會(huì)把病菌傳染給健康人和傳染到醫(yī)院之外的環(huán)境中。因此，對(duì)紡織品抗菌功能的研究開(kāi)發(fā)就顯得格外重要。抗菌纖維由于具有疾病傳播的阻斷功能、衛(wèi)生保潔功能、自身性能的維護(hù)功能而受到廣大消費(fèi)者的極大喜愛(ài)。

　　聚丙烯纖維具有導(dǎo)濕性保暖性好、衛(wèi)生性能優(yōu)良、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，尤其在醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域的應(yīng)用受到重視。聚丙烯本身耐霉菌性能良好，但在紡絲加工過(guò)程中需要添加各種助劑及油劑，因而在適當(dāng)?shù)臏貪穸葪l件下，微生物也會(huì)在纖維上附著生長(zhǎng)，為此，研究開(kāi)發(fā)抗菌性聚丙烯纖維引起了國(guó)內(nèi)外廣大研究人員的興趣。

　　為了制備長(zhǎng)效廣譜抗菌、安全無(wú)毒且對(duì)纖維原有性能影響較小的抗菌纖維，本研究選用了高效、低毒、廣譜、熱穩(wěn)定性好的無(wú)機(jī)抗菌劑與聚丙烯成纖高聚物溶融共混，研制成具有長(zhǎng)久抗菌功能的纖維，并且研究了抗菌劑在纖維中的分散及其對(duì)丙綸物理結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。

　　1.而如（b）所示，經(jīng)過(guò)表面處理的抗菌粉，大大減小了粒子之間的相互作用力，降低了粒子的二次團(tuán)聚，使其在丙綸中具有較好的分散性和較小的粒徑，所以并未出現(xiàn)（a）中的白斑現(xiàn)象。

　　（c）、（d）可以看5，未經(jīng)表面處理的抗菌粒子與基體樹(shù)脂的兩相界面清晰，粒子部分裸露在表面，兩者呈現(xiàn)典i的界面不相容性；而經(jīng)表面處理的抗菌粒子與基體樹(shù)脂相容性好，粒子基本上全部被基體樹(shù)脂包埋，兩者界面連續(xù)，無(wú)相分離現(xiàn)象。由此可知，對(duì)抗菌粒子進(jìn)行表面處理不但可改善粒子在基體樹(shù)脂中的分散性，防止粒子團(tuán)聚和減小粒子尺寸，而且可增強(qiáng)粒子與基體樹(shù)i的相容性，促進(jìn)了相界面間的粘結(jié)性，從而為改善抗菌丙綸的力學(xué)性能起了很大作用。

　　2.2抗菌粒子對(duì)丙綸結(jié)晶結(jié)構(gòu)影響劫黃線（上方曲線）代表抗菌丙綸；酸橙線（下方曲線）代表丙綸抗菌丙綸DSC曲線圖由可知，加入1%的抗菌粉，I>P的熔融溫度（Tm）有所提高。而且，抗菌PP的熔融放熱峰尖而窄，且放熱峰面積增大，這說(shuō)明抗菌PP具有更完整的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和更高的結(jié)晶度。

　　這歸因于無(wú)機(jī)抗菌粒子在PP基體中的異相成核誘導(dǎo)結(jié)晶作用。表面改性改善了極性無(wú)機(jī)抗菌粒子與非極性PP的相容性，有利于無(wú)機(jī)抗菌粒子與PP基體接觸，活化抗菌粒子表面成核點(diǎn)，使誘導(dǎo)結(jié)晶成核點(diǎn)增加，結(jié)晶度提高，結(jié)晶尺寸減小，結(jié)構(gòu)更完整。

　　2.3抗菌粒子對(duì)丙綸力學(xué)性能的影響2.3.1牽伸比對(duì)丙綸力學(xué)性能的影響抗菌PP初生纖維強(qiáng)度低，伸長(zhǎng)率大，不具備使用要求，要通過(guò)后牽伸來(lái)提高纖維的力學(xué)性能?？咕鶳P初生纖維在不同牽伸比下的力學(xué)性能如所示?？瞻譖P纖維和抗菌PP纖維的斷裂強(qiáng)度都隨牽伸倍數(shù)的升高而提高，而斷裂伸長(zhǎng)率隨之下降。在相同牽伸比下，抗菌PP纖維的斷裂強(qiáng)度比空白PP纖維稍低，這是由于抗菌粒子是一種無(wú)機(jī)剛性粒子，雖然經(jīng)過(guò)表面處理改善了它與PP基體的相容性，但這并不能使兩者達(dá)到完全相容的地步，因此，在兩者相容性略差的相界面處受到應(yīng)力作用下，首先受到破壞，成為材料整體性能破壞的起點(diǎn)，從而使材料力學(xué)性能迅速下降；此外，抗菌粒子中某些粒徑較大的粒子也是使材料結(jié)構(gòu)性能降低的原因?？咕鶳P纖維的斷裂伸長(zhǎng)率較空白PP纖維高，可能是抗菌母粒中添加的低分子蠟在基體中起著增塑的作用，提高了PP分子鏈運(yùn)動(dòng)的能力，隨著牽伸比增大，纖維纖度越小，增塑作用迅速降低，斷裂伸長(zhǎng)率也大幅下降。

　　從圖中看出，當(dāng)牽伸比超過(guò)7倍后，抗菌PP纖維的斷裂強(qiáng)度超過(guò)4cN/dtex，在8倍牽伸后，兩者的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都相差不大，因此，在不降低其他性能的情況下，可通過(guò)增大牽伸比來(lái)提高抗菌纖維的斷裂強(qiáng)度，降低斷裂伸長(zhǎng)率，使其達(dá)到實(shí)際應(yīng)用要求。

　　由于抗菌纖維主要用于內(nèi)衣、襪類(lèi)的生產(chǎn)，所以纖維的勾結(jié)強(qiáng)度也是很重要的性能。如所示，抗菌纖維的勾結(jié)強(qiáng)度隨牽伸倍數(shù)的升高而提篼，勾結(jié)斷裂伸長(zhǎng)率逐漸降低。這與拉伸斷裂強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率變化相類(lèi)似。但兩者普遍高于空白PP纖維。比較數(shù)據(jù)可知，當(dāng)牽伸比為8倍時(shí)，抗菌纖維的力學(xué)性能最好。因此，研究抗菌纖維在不同牽伸比的力學(xué)性能，對(duì)紡織性能優(yōu)良的抗菌PP纖維具有重要意義。

　　2.3.2抗苗母粒添加童對(duì)丙綸力學(xué)性能的影響抗菌粒子含量斷裂強(qiáng)度（cN/dtex）斷裂伸長(zhǎng)率牽伸比：4從表1可以看出，隨著抗菌粉加入量提高，在低牽伸比條件下，沒(méi)有明顯變化，當(dāng)牽伸比增大時(shí)，纖維的斷裂強(qiáng)度下降，而斷裂伸長(zhǎng)率在不同牽伸比條件下均下降，這是由于抗菌粒子加入，影響了高分子的規(guī)整性和分子間引力，尤其當(dāng)粒子量增加，分布不均時(shí)，在抗菌粒子較集中的部位，纖維容易斷裂，使纖維的物理機(jī)械性能下降，所以必須嚴(yán)格控制抗菌粒子的大小，均勻度及在纖維中的分散情況，并且在保證抗菌性能的同時(shí)，盡量減小用量。

　　2.4抗苗丙綸的抗苗性能表2.抗菌丙給對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌性能菌種檢體初始菌落數(shù)（cfu/m）24h后存活菌落數(shù)（cfu/m）殺菌率抗菌活性值大腸桿菌抗菌丙綸空白丙綸對(duì)照樣金黃色葡萄球菌抗菌丙綸空白。丙綸對(duì)照樣由檢測(cè)結(jié)果可知，抗菌丙淪對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌（金黃色葡萄球菌）和革蘭氏陰性菌（大腸桿菌）都具有優(yōu)異的抗菌性能，其殺菌率都達(dá)到了99.9%以上，抗菌活性值都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)2.0.由此可知，該抗菌丙綸具有較強(qiáng)的殺菌和抑菌效果。

　?。咕w維用量100mg/ml，l空白樣；2抗菌纖維；3水洗后的抗菌纖維）抗菌丙綸水洗后抗菌性能如所示。經(jīng)過(guò)6h的沸水處理，纖維表面有一小部分抗菌粒子脫出纖維表面，會(huì)使丙綸纖維的抗菌性能有所降低，但內(nèi)部深層粒子在濃度差的推動(dòng)力作用下緩慢向纖維表面遷移，使抗菌能力得到補(bǔ)充，從而使纖維的抗菌性能下降的幅度不大，纖維仍具有較好的抗菌性能，正是由于這個(gè)原因，這種抗菌纖維才具有長(zhǎng)效抗菌性。

　　3結(jié)論表面處理后抗菌粒子在丙綸中分散情況良好，且與PP基體具有較好的相容性。

　　通過(guò)改變牽伸比，可以得到性能優(yōu)良的抗菌PP纖維，其力學(xué)性能與普通丙綸相當(dāng)。

　　抗菌粒子對(duì)PP具有異相成核作用，使PP的結(jié)晶度提高，熔融溫度（Tm）上升。

　　抗菌PP纖維對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均具有較強(qiáng)的抗菌性能，且具有良好的耐洗性能。