季铵盐聚合物经“接入”接枝法制备抗菌纤维表面

棉织物穿着舒适,在纺织行业中占据较大市场份额,但棉纤维表面适宜细菌滋生繁殖,抗菌棉织物需求十分迫切。棉织物用抗菌整理剂中,无机抗菌剂价格昂贵,粘附力弱,耐久性差,存在生物安全隐患;天然抗菌剂来源有限,热稳定性不佳,加工过程繁琐;有机合成抗菌剂耐热性差,整理工艺复杂。本研究利用季铵盐型共聚物为抗菌剂,在棉织物及涤棉混纺织物表面构建高效抗菌涂层,查明季铵盐共聚物组成对抗菌棉织物及涤棉混纺织物耐洗效果的影响,分析改性处理对透湿、柔软等织物属性的影响。具体研究内容如下:(1)本工作以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和丙烯酸甲酯(MA)为单体,经自由基共聚,合成季铵盐共聚物Poly(DMC-co-MA),通过浸-轧-烘工艺,将所得共聚物以“接入”法接枝在棉纤维表面,制得耐久抗菌棉织物。为了提高该季铵盐共聚物与棉织物表面的接枝效率,棉纤维表面使用羧甲基壳聚糖(CMC)修饰,构建氨基化表面,增加反应活性位点。此后,该季铵盐共聚物中MA单元酯基与CMC氨基发生酰胺化反应,将共聚物锚定在棉纤维表面,形成阳离composite hepatic events子型抗菌涂层。所得抗菌棉织物表现出高效的抑菌能力,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均能达到100%,并且该改性棉织物经过50次洗涤循环,仍能保持98.0%以上的抑菌率。上述化学改性过程未造成棉织物原有透湿性、吸水性和柔软性等性能的显著损失。本工作采用浸-轧-烘整理工艺,阐述了利用“接入”法接枝季铵盐共聚物制备耐久抗菌棉织物的整理路线,明确了其操作简洁,环境友好,容易规模转化的优点,具有重要实际应用价值。(2)本工作通过浸-轧-烘和细雾处理工艺相结合的方法,制备兼具抗菌、疏水和透湿多项功能的Janus型涤棉织物。首先,以1,6-己二胺(HDA)水溶液为整理液,通过浸-轧-烘工艺,利用1,6-己二胺与涤纶纤维聚酯Blebbistatin半抑制浓度分子间的氨解反应,形成氨基功能化表面(PTCO-HDA)。所得织物单侧表面使用上述季铵盐共聚物(Poly(DMC-co-MA))水溶液雾化处理,通过酯交换反应,将该共聚物选择性地接枝于棉纤维表面,形成抗菌涂层;聚甲基丙烯酸月桂酯(PLMA)的1,4-二氧六环溶液雾化至涤棉织物另侧,通过与涤纶纤维表面氨基官能团发生反应,形成酰胺共价键,实现涤纶纤维表面的疏水改性,制得Janus型涤棉织物。结果表明,所得涤棉织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率达到了99.9%,而且在单侧表面形成疏水性能(水接触角达153°)。所得Janus型涤棉织物因两面形成亲疏水梯度,接触水分时能加快水分子从疏水侧向亲水侧的扩散速率,提升了面料透湿性能,改善了温度调节效果。上述整理工艺对涤棉织物的机械性能、透湿性和柔软性等未形成明显损害,因透湿性能改善提高穿着舒适性。本工作结果验证了浸-轧-烘和细雾处理工艺相结合,有效制备Janus型涤棉织物的工艺路线,方法简便且可扩展,有望拓Belnacasan配制宽涤棉织物的应用领域。