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负载纳米TiO2 的纯棉抗菌织物

 2014-06-10 16:44:12 浏览量:0

  棉型纺织材料是人体接触最多的纺织材料,在与人体接触过程中,人体的汗液、皮脂以及其他各种分泌物成为各种微生物良好的营养源,在合适的外界条件(包括湿度、温度等) 下,微生物迅速生长、繁殖,并通过各种途径传播疾病,威胁人类的生存和发展. 因此随着健康意识的提高和科学技术的快速发展,具有杀菌和抗菌功能的纯棉纺织品的开发受到人们的关注. 常用的一些有机抗菌材料因抗菌性较弱,耐热性、稳定性差,自分解产物和挥发物可能对人体有害,不适合于高温加工等缺点,其应用受到限制,逐渐被光稳定性、持久性、安全性好的无机抗菌材料所替代[1 ] . TiO2 是近十年来迅速发展起来的一种无机抗菌材料,由于具有杀菌力强、性能广谱、耐久、安全性能,无二次污染,同时具有抗菌和防霉等一系列优点,故在纺织品、卫生用品等方面显示了十分广泛的应用前景[2 ] .
目前负载纳米TiO2 织物的制备方法大都采用溶胶O凝胶法( solOgel met hod) ,该法工艺简单易行,但负载层不够均匀、致密,与织物的黏着力差,难以适应长期、循环应用的要求. 而采用磁控溅射方法在织物表面生成的纳米TiO2 层,厚度均匀且易控制,表面均匀、致密,光学性能优良[ 3 ] . 文中采用低温射频磁控溅射方法在纯棉机织物表面沉积纳米TiO2 功能结构层. 利用原子力显微镜(AFM) 对负载织物的表面形貌进行了扫描,分析在拟定溅射工艺条件下表面纳米TiO2 颗粒的大小及分布;利用X 射线衍射(XRD) 分析负载织物表面纳米TiO2 晶态结构;同时对负载织物的抗菌性和耐洗性进行了初步探索.
1  材料与方法
1. 1  材料
基材:纯棉机织物,规格:18. 5 tex ×18. 5 tex ,270 根/ 10 cm ×246 根/ 10 cm ;靶材:99. 99 %纯金属Ti 靶( D50 mm) ,中国科学院沈阳金属研究所提供.
1. 2  主要试剂
蛋白胨、琼脂粉、牛肉浸膏,均为生化试剂; 氯化钠、氢氧化钠、磷酸二氢钠,均为分析纯,皆由中国医药集团上海化学试剂公司提供.
1. 3  主要仪器
KQO50B 型超声波洗涤器,昆山超声仪器有限公司制造;J ZCKO420B 型高真空多功能磁控溅射设备,沈阳聚智科技有限公司制造;J SMO5610LV 型扫描电镜,日本J EOL 公司制造; XD/ maxO2500 型X射线衍射仪,日本理学株式会社制造; H YGOA 型全温摇瓶柜,太仓实验设备厂制造;MJO160BOⅡ型霉菌培养箱,上海跃进医疗器械厂制造; Y802A 恒温烘箱,常州纺织仪器厂制造; SWOCJOIBU 洁净工作台,苏州安泰空气技术有限公司制造;MW9OY12 型汞灯,佛山电器照明股份有限公司制造.
1. 4  制备方法
1. 4. 1  织物预处理
 将织物试样放入丙酮溶液中,用超声波洗涤器洗涤30 min ,以去除织物表面的有机溶剂、灰尘等杂质,然后将其用去离子水反复冲洗后放入40~45 ℃的烘箱中烘干.
1. 4. 2  制备工艺
 以高纯金属Ti 靶为靶材,经预处理的织物为基材,采用射频磁控溅射设备制备负载TiO2 织物. 为控制沉积时基材的温度,避免由于高温而发生的基材变形,采用水冷装置冷却基材;为避免杂质颗粒落到基材表面,采用基材在上、靶材在下的结构,即由下向上的溅射方式;为使溅射反应产生的TiO2 粒子能均匀地附着在基材上,实验过程中,样品架以约100 r/ min 的速度旋转;为保证TiO2 纳米层的纯度,先将反应室抽至本底真空0. 5 mPa ,然后冲入体积分数为99. 999 %高纯氩气作为溅射气体,体积分数为99. 999 %的氧气为反应气体. 每次溅射前,先在氩气气体中放电5 min 左右以除去靶表面的氧化物,当观察到靶表面辉光放电的颜色由粉红变为蓝白色,或者放电电压迅速下降到某一稳定值时,表明氧化物已被除去,然后,再通入氧气进行反应溅射.

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行业标签: 抗菌剂
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