长链季铵盐的合成及其对聚酰胺6纤维的抗菌改性

作     者：殷珊珊 

作者单位：浙江理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：韩建

授予年度：2020年

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 082103[工学-纺织化学与染整工程] 

主      题：长链季铵盐 聚酰胺6 溶液聚合法 浸渍法 熔融纺丝法 

摘      要：聚酰胺6(PA6)纤维是合成纤维中用途广泛、性能优异的品种之一,因其具有高强,耐磨等优点而广泛用于服装、地毯装饰及医用面料等领域,尤其是在内衣袜类、汽车内饰及帘子布等方面具有较好的市场应用。随着人们对环境健康卫生要求的提高,对PA6的抗菌性能提出了更高的要求。有机抗菌剂因其抗菌效果优异、杀菌速度快、价格低廉等优点而被广泛应用,但目前常用的小分子有机抗菌剂存在易迁移、易溶于水以及热稳定性差等缺点,因此,长链有机抗菌剂的合成及使用越来越被重视。本论文通过溶液聚合法合成制备了长链季铵盐抗菌剂(NP),并从分子组成、分子结构、热稳定性、抗菌性能等方面,对制得的NP进行了系统分析;进一步利用上述合成的NP配制了不同浓度的抗菌整理液,对PA6织物进行了表面抗菌整理,并对其抗菌性能、力学性能等进行了评价;最后,为解决上述表面整理法抗菌性能持久性差的问题,通过熔融纺丝法制备了不同质量比的PA6/NP复合纤维,并对纤维的形貌、热性能、力学性能及抗菌性能等进行了系统研究,为后续持久抗菌PA6/NP复合纤维的生产提供理论指导和工艺探索。具体研究内容如下:1、采用溶液聚合法合成了长链季铵盐(NP),通过对NP的结构性能仔细表征并分析,结果表明合成制得的NP其重均分子量为51086 g/mol,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都有较好的抗菌效果,水接触角达到104°,且热稳定性可以满足PA6熔融纺丝加工的工艺要求。2、利用上述合成制得的NP抗菌剂,采用浸渍法对PA6织物进行表面抗菌整理,并对整理前后PA6织物的结构性能进行表征。测试结果表明,NP抗菌整理液的成膜性较好,可在PA6表面形成较为均匀致密的薄膜;抗菌整理后的PA6织物具有良好的抗菌性能,通过对不同浓度抗菌整理液的研究,发现当NP浓度为0.04g/ml时,其抗菌效果最佳,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别达到80%和97%,但其耐洗涤性能欠佳,还需进一步提高。3、利用熔融共混并熔体纺丝的方法制备了 PA6/NP复合纤维,并对复合纤维的结构性能进行了表征和分析。实验结果表明,PA6/NP复合纤维具有优异的抗菌性能,当添加量为9%时,抗菌效果最佳,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别为99.99%和99.81%;更重要的是,该PA6/NP复合纤维具有优异的耐洗涤性能,经过50次洗涤后其抗菌率仍然可以保持在96%以上,为持久型抗菌PA6/NP复合纤维。