高黨鴿，陳 琛，呂 斌，馬建中

(1 陜西科技大學 資源與環(huán)境學院,西安 710021；2 教育部輕化工助劑化學與技術(shù)重點實驗室,西安 710021)

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原位制備季銨鹽聚合物/納米ZnO復合抗菌劑

高黨鴿1,2，陳 琛1，呂 斌1,2，馬建中1,2

(1 陜西科技大學 資源與環(huán)境學院,西安 710021；2 教育部輕化工助劑化學與技術(shù)重點實驗室,西安 710021)

以二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)、甲基丙烯酸(MAA)、烯丙基縮水甘油醚(AGE)、納米ZnO為原料，通過原位法制備了聚二甲基二烯丙基氯化銨-甲基丙烯酸-烯丙基縮水甘油醚/納米ZnO(PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO)復合材料，考察了納米ZnO用量對復合材料性能的影響，通過FT-IR、XRD和TEM對其結(jié)構(gòu)進行了表征，將其應用于棉織物整理中。結(jié)果表明：當納米ZnO為0.8%時，PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料的穩(wěn)定性最佳；復合材料中存在環(huán)氧基團以及納米氧化鋅的特征吸收峰，納米ZnO在復合材料中具有良好的分散性；將其整理織物后，與原布相比，經(jīng)10次標準洗滌織物對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌率高達80%以上，對白色念珠菌的抗菌性可達75%以上，具有良好的耐洗牢度；經(jīng)過整理后的織物斷裂強力無影響。

二甲基二烯丙基氯化銨；納米ZnO；羧基；抗菌；耐洗牢度

舒適性極好的純棉織物已成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵罚欢?，棉織物也為各類病菌的滋生提供了溫床，對人類的身體健康造成嚴重威脅[1]，因此廣譜長效的棉織物抗菌整理劑成為研究熱點之一。二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)中的N+具有殺菌性能[2]，一些研究者將其應用于織物抗菌整理中，劉倩等[3]利用等離子體引發(fā)DMDAAC接枝到丙綸無紡布上，以改善其表面性能，用抑菌暈法和定時暴露法表征材料的抗菌性，具有一定的抗菌效果。然而季銨鹽類抗菌是通過N+的溶出與菌類的細胞壁發(fā)生作用，存在時效差和易溶出等缺點[4-6]。納米ZnO價格低、來源廣泛、具有抗菌性[7]，Dhandapani等[8]采用原位法在棉織物纖維表面負載納米ZnO，對棉織物/納米ZnO進行抗菌實驗，結(jié)果表明對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有優(yōu)異的殺菌效果。Perelshtein等[9,10]使用原位法使納米ZnO在棉織物表面沉積，納米氧化鋅在織物上的涂層具有抗菌性。但是，在織物整理應用的過程中，納米ZnO粒子與棉織物的結(jié)合牢度差，易脫落，不能有效的長期發(fā)揮納米ZnO的抗菌性能。

為了有效發(fā)揮季銨鹽與納米ZnO的協(xié)同抗菌性，同時提高抗菌的長效性，本課題組前期制備了DMDAAC改性納米氧化鋅溶膠，應用于棉織物整理中，具有一定的抗菌性，但納米ZnO僅僅通過物理吸附作用附著在棉織物表面，結(jié)合牢度較差，水洗后抗菌效果欠佳[11]。本研究選用含羧基和雙鍵的單體，對納米氧化鋅分散的同時，可與DMDAAC發(fā)生自由基聚合，采用原位法將納米ZnO粒子引入陽離子單體的共聚合過程中，得到穩(wěn)定的陽離子聚電解質(zhì)共聚物/納米ZnO復合材料，使復合材料中納米ZnO與N+的協(xié)同作用抗菌，增加復合材料抗菌的廣譜性，利用環(huán)氧基與棉纖維的羥基反應增加織物與復合材料間的作用力，從而提高織物的耐洗牢度，增加長效抗菌性。

1 實驗材料與方法

1.1 試劑與儀器

二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)，60%，山東魯岳化工有限公司；烯丙基縮水甘油醚(AGE)，分析純，杭州斯隆材料科技有限公司；甲基丙烯酸(MAA)，分析純，佛山市化學研究所試驗廠；過硫酸銨(APS)，分析純，天津市恒興化學試劑制造有限公司；亞硫酸氫鈉(NaHSO3)，分析純，天津市天力化學試劑有限公司；納米ZnO，廈門鷺佳利納米材料有限公司。

1.2 實驗過程

1.2.1 PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料的制備

將占總單體含量的0%，0.3%，0.5%，0.6%，0.8%，1.0%，1.3%，1.5%納米ZnO分別加入一定量H2O和部分MAA的混合液中，進行超聲30min制得納米ZnO分散液。將水浴先升溫至80℃，然后在裝有攪拌器和冷凝裝置的250mL三口燒瓶中，加入DMDAAC和納米ZnO的分散液，攪拌反應10min，分三次加入AGE，MAA，APS溶液和NaHSO3溶液，每次加完攪拌反應15min，最后一次加料完成后攪拌保溫反應一段時間，降至室溫，出料。

1.2.2 PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料在織物整理中的應用

將配制好濃度為0，5，10，15，20，25g/L的PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料和納米氧化鋅用量為0%，濃度為25g/L的PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO整理棉織物，兩浸兩軋，軋余率93%，100℃預烘3～5min，125℃焙烘10min。

1.3 檢測

1.3.1 PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料性能檢測

1.3.1.1 PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料的提純及轉(zhuǎn)化率的測定

取一定質(zhì)量的PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料，放入離心管中，加入丙酮，轉(zhuǎn)速為5000r/min下離心10min，去掉上清液，再用丙酮和乙醇的混合液洗滌若干次，再用丙酮洗一次，提純烘干至恒重。

(1)

式中：c為轉(zhuǎn)化率；m1為用于提純復合材料的質(zhì)量，g；m0為離心管的質(zhì)量，g;m2為純化后復合材料在離心管中達到恒重的質(zhì)量，g；s為復合材料的固含量，%。

1.3.1.2 旋轉(zhuǎn)黏度的測定

在30℃條件下采用BROOKFIELD DV-Ⅱ+可編程控制式旋轉(zhuǎn)黏度計測定黏度。

1.3.2 整理后織物性能檢測

1.3.2.1 抗菌性

參照FZ/T 73023—2006對原布、整理織物和整理后皂洗織物通過振蕩法進行抗菌測試。實驗重復3次取平均值?？咕视嬎愎綖椋?/p>

(2)

式中：R為抗菌率；p為初始菌落數(shù)；q為樣品處理后菌落數(shù)。

1.3.2.2 耐洗牢度

參照AATCC61—2007《耐洗色牢度：加速》中IA方法(洗滌1次相當于家用洗衣機洗滌5次)對原布和整理織物分別洗滌1次，6次和10次測定，對織物進行抗菌實驗。

1.3.2.3 斷裂強力

使用PT-1080拉力測試儀參照國標3923—83對織物的斷裂強力和斷裂伸長率進行測試。

1.4 表征

采用丙酮和乙醇的共混溶劑對PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料進行沉淀和洗滌，真空烘箱烘干，KBr壓片，用VECTOR-22紅外光譜儀進行FT-IR測試；用D/max 2200PC X射線衍射儀進行XRD測試。以蒸餾水為溶劑，配置5g/L的PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料溶液，用H-7650透射電鏡進行TEM測試。采用S-4800掃描電鏡(SEM)觀察PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理織物前后纖維表面和洗滌整理后織物纖維表面變化，同時，在PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理前后織物表面取相同面積區(qū)域，對織物中所含元素進行能譜(EDS)測試分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 納米ZnO用量對PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料性能的影響

由表1可以看出，隨著納米ZnO用量的增加，體系從澄清轉(zhuǎn)變?yōu)闇啙嵩僦脸恋?。當納米氧化鋅的用量小于0.8%時，體系澄清，轉(zhuǎn)化率均保持在98%以上，納米氧化鋅在-COOH的作用下，具有良好的分散性。PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料旋轉(zhuǎn)黏度隨納米氧化鋅用量的增加而增加，旋轉(zhuǎn)黏度受到聚合物PDMDAAC-AGE-MAA的分子量和納米ZnO的用量兩方面影響，納米ZnO用量增加，提高體系中-COOH對納米ZnO的改性，在復合材料形成過程中，納米ZnO的含量在復合材料中增加會提高復合材料的黏度，另一方面，納米ZnO的存在會改變聚合物的分子量，從而影響體系旋轉(zhuǎn)黏度。納米ZnO在體系偏酸性的條件下呈堿性，用量增加會提高了體系的pH。當納米氧化鋅的用量大于0.8%時，體系出現(xiàn)渾濁，復合材料體系中-COOH對納米顆粒的分散及改性程度達到最大值，繼續(xù)增大納米氧化鋅的用量，納米顆粒表面能高，易發(fā)生團聚，體系穩(wěn)定性差，導致納米粒子沉淀。增加納米氧化鋅的用量，有利于PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料的抗菌性，因此，選擇納米氧化鋅用量為0.8%的PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料進行表征及應用實驗。

表1 納米ZnO用量對PDMDAAC-AGE-MAA/ 納米ZnO復合材料性能的影響

Note:“-”means that the performance of PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite is not detected.

2.2 FT-IR分析

圖1為PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料的FT-IR譜圖。由圖1可知，在3500cm-1附近有寬峰出現(xiàn)，此峰為羧基上的-OH鍵的伸縮振動峰。3000～2800cm-1為飽和C-H鍵的出峰，1650cm-1附近為-C-O-C-三元環(huán)的特征吸收峰和C=O的振動伸縮峰的重疊。1300cm-1左右為羧基中C-O的伸縮振動峰，1263cm-1附近為C-O-C的伸縮振動峰，879cm-1處為環(huán)氧的特征吸收峰，485cm-1處的峰為ZnO的振動峰。因此，說明復合材料中存在環(huán)氧基團以及納米氧化鋅。

圖1 PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料的FT-IR譜圖Fig.1 FT-IR spectrum of PDMDAAC-AGE-MAA/ nano-ZnO composite

2.3 XRD分析

圖2為PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料的XRD譜圖。從圖2可知，PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料在32°和34°有明顯的衍射峰存在，此為六方晶型納米氧化鋅的(100)和(002)晶面出峰，可以證明納米ZnO存在于復合材料中。

圖2 PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料的XRD譜圖Fig.2 XRD spectrum of PDMDAAC-AGE-MAA/ nano-ZnO composite

2.4 TEM分析

圖3為PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料的TEM照片。如圖3所示，納米ZnO顆粒分散在PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料中，平均粒徑大約在40～70nm，在納米ZnO周圍可以看到絲狀的物質(zhì)，這是PDMDAAC-AGE-MAA的聚集體，因為在水溶液中，PDMDAAC-AGE-MAA聚合物基體中有帶正電離子性的N+和陰離子性COO-，通過分子間組裝行為，使復合材料部分可以在水溶液中透射電鏡下看出其形貌，其成無規(guī)則狀態(tài)。

圖3 PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料的TEM照片F(xiàn)ig.3 TEM micrograph of PDMDAAC-AGE-MAA/ nano-ZnO composite

2.5 SEM-EDX分析

圖4為織物的SEM照片。如圖4所示，其中圖4(a)為棉織物原布的纖維表面，光滑無雜質(zhì)；圖4(b)為PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO整理布樣的纖維表面，可以明顯看出纖維被大量的PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料包裹，由于在織物整理過程中，在高溫焙烘時，復合材料中的納米氧化鋅會有一定的團聚，材料的尺寸增大；圖4(c)是PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO整理布樣經(jīng)水洗1次后的棉織物纖維表面，可以看到PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料在纖維表面包裹，略少于未水洗的纖維表面，原因可能是在水洗過程中，將在纖維表面通過物理吸附作用的PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料洗滌脫落掉；圖4(d)是PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO整理棉織物經(jīng)10次水洗后纖維的表面，復合材料在纖維表面或在纖維與纖維之間存在，與包裹在水洗1次纖維表面的PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料相當，說明在多次水洗過程中并沒有將PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料洗滌脫落，PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料通過化學鍵與棉纖維作用，具有良好的結(jié)合牢度，提高了耐洗牢度。

圖4 織物的SEM照片 (a)未整理棉織物；(b)PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理棉織物；(c)PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理棉織物洗滌1次；(d)PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理棉洗滌10次Fig.4 SEM micrographs of the cotton (a)untreated;(b)treated with PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite;(c)the cotton treated with PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite after being 1 time washed;(d)the cotton treated with PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite after being 10 times washed

圖5(a)，(b)，(c)分別為原布、PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO整理織物和PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO整理織物洗滌10次的EDS元素分析圖。圖5(a)所示，主要是C元素和O元素的含量，N元素有很少量存在，Cl元素和Zn元素含量忽略不計。與圖5(a)比較，圖5(b)和5(c)中C元素和O元素的含量與其相當，N元素，Cl元素和Zn元素的含量增加，這是因為PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料中含有N，Cl和Zn等元素；圖5(c)與5(b)中Zn元素的含量相比，Zn元素的含量從0.43%降低至0.28%，說明PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理織物經(jīng)水洗10次，有少量PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料隨著洗滌的過程從棉纖維上脫落，降低了Zn元素的含量，另一方面表明PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料與織物有良好的結(jié)合力，耐10次(家用洗衣機50次)洗滌后織物表面仍有Zn元素存在，表現(xiàn)出良好的耐洗牢度。

圖5 織物的EDS能譜分析圖 (a)未整理棉織物；(b)PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理棉織物；(c)PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理棉織物洗滌10次Fig.5 EDS spectra of the cotton (a)untreated;(b)treated with PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite; (c)the cotton treated with PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite after being 10 times washed

2.6 抗菌性能

2.6.1 抗金黃色葡萄球菌性能

圖6為不同濃度PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理棉織物經(jīng)不同洗滌次數(shù)后對金黃色葡萄球的抗菌率。如圖6所示，采用不同濃度PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理織物后，對金黃色葡萄球菌的抗菌率在99.99%以上，表現(xiàn)出良好的抗菌性，這是由于PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料中納米ZnO與N+能夠協(xié)同抗菌。納米氧化鋅一方面作為金屬氧化物，在抗菌過程中釋放的Zn2+離子可能穿透細菌的細胞膜，與細胞內(nèi)蛋白酶結(jié)合，使酶中毒，破壞細胞內(nèi)的新陳代謝，殺死細菌[12,13]；另一方面由于其具有較寬的禁帶寬度，在光的照射下，可激發(fā)電子，與H2O分子結(jié)合產(chǎn)生羥基自由基、超氧負離子和H2O2活性氧物質(zhì)，都具有強的氧化性，能與細胞壁結(jié)合，殺死細菌[14-16]。季銨鹽中的N+能與帶負電的細胞壁通過靜電吸附作用與其發(fā)生作用，破壞細菌的細胞膜，導致細菌死亡[17,18]。

圖6 不同濃度PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理棉織物經(jīng)不同洗滌次數(shù)后對金黃色葡萄球的抗菌率 Fig.6 The antibacterial rate against staphylococcus aureus of PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite treated the cotton after being different times washed

對PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理織物洗滌1次后，織物仍表現(xiàn)出良好的抗菌性，抗菌率仍保持99.99%以上；隨著洗滌次數(shù)的增加，抗菌性略有降低，抗菌率仍能達到90%以上。PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料中環(huán)氧官能團與織物纖維表面的羥基發(fā)生化學交聯(lián)[19]，增強了PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料與織物的結(jié)合力，在洗滌過程中，PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料包裹在纖維表面，不易發(fā)生脫落，發(fā)揮良好的抗菌性。PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料濃度為5g/L時，整理織物洗滌10次，抗菌率達到90%，當濃度達到25g/L，抗菌效果有明顯的提高，達到了99%以上，隨著整理織物的PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料濃度增加，提高了與織物結(jié)合的PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合的量，增大了納米ZnO與N+抗菌成分，抗菌效果明顯提高。PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合抗菌材料對整理后織物對金黃色葡萄球菌具有良好的抗菌性。

2.6.2 抗大腸桿菌性能

圖7為不同濃度PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理棉織物經(jīng)不同洗滌次數(shù)后對大腸桿菌的抗菌率。如圖7所示，PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料賦予了織物良好的抗大腸桿菌性能，抗菌率達99.99%。PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理織物洗滌1次抗菌率達到了99%以上，對整理織物洗滌6次和洗滌10次，抗菌率稍有下降，抗菌率達80%以上。隨著PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料濃度的增加，抗菌效率增加，當濃度提高到25g/L，洗滌6次的織物抗菌率達到90%以上；織物洗滌10次抗菌率略有下降，達90%，所以復合抗菌材料對整理后織物具有良好的抗大腸桿菌性能和耐洗牢度。

圖7 不同濃度PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理棉織物經(jīng)不同洗滌次數(shù)后對大腸桿菌的抗菌率Fig.7 The antibacterial rate against escherichia coli of PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite treated the cotton after being different times washed

2.6.3 抗白色念珠菌性能

圖8為不同濃度PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理棉織物經(jīng)不同洗滌次數(shù)后對白色念珠菌的抗菌率。如圖8所示，PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料賦予了織物良好的抗白色念珠菌性能，抗菌率達99.99%。PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理織物洗滌1次后，抗菌率達99%以上。PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料對整理織物洗滌6次和洗滌10次，抗菌率有下降，仍可達75%以上。隨著PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料濃度的增加，抗菌效率增加，當濃度提高到25g/L，洗滌6次和10次抗菌率達90%。所以，PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理后織物具有良好的抗白色念珠菌性能和耐洗牢度。

圖8 不同濃度PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理棉織物經(jīng)不同洗滌次數(shù)后對白色念珠菌的抗菌率Fig.8 The antibacterial rate against candida albicans of PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite treated the cotton after being different times washed

PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理后織物對革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌、革蘭氏陰性菌大腸桿菌和真菌白色念珠菌的抗菌率均達99.99%，具有良好的抗菌性。PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理后織物經(jīng)洗滌6次以后，對不同菌種仍保持優(yōu)異的抗菌性，對革蘭氏菌的抗菌性優(yōu)于真菌白色念珠菌的抗菌性，可能原因是不同菌種的自身結(jié)構(gòu)不同，細胞壁中所含成分不同，PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料的選擇抗菌性差異所致[19]，說明PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料具有良好的廣譜作用和耐洗滌的特性，適用于織物的反復洗滌。

2.7 斷裂強力

圖9為不同濃度PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理棉織物的斷裂強力和斷裂伸長率。如圖9中曲線a為隨著PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料濃度的增加，整理后織物的斷裂強力略有提高，原因是PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料與織物纖維發(fā)生了交聯(lián)，使得纖維的強度增加；曲線b為隨著PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料濃度的增加，整理后織物的斷裂伸長率增大，原因是PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料與織物纖維結(jié)合，納米ZnO具有增韌性能，增加了織物纖維間的韌性，提高了織物的斷裂伸長率。所以，與原布相比，織物經(jīng)過PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理后，斷裂強力沒有降低，斷裂伸長率略有提升，表明經(jīng)過PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理后，不影響織物的力學性能。

圖9 不同濃度PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理棉織物的斷裂強力和斷裂伸長率Fig.9 The breaking strength and elongation at break of cotton samples treated with different concentrations of PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite

3 結(jié)論

(1)當納米氧化鋅用量占0.8%時，采用原位聚合法制備了穩(wěn)定的聚二甲基二烯丙基氯化銨-甲基丙烯酸-烯丙基縮水甘油醚/納米ZnO(PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO)復合材料，單體轉(zhuǎn)化率為99.4%。

(2)采用PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料濃度為25g/L整理織物后，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌表現(xiàn)出了優(yōu)異的抗菌性能，抗菌率均達99.99%。經(jīng)標準洗滌整理織物10次后，仍對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌具有優(yōu)良的抗菌性能，抗菌率在90%以上，表現(xiàn)出良好的耐洗牢度，具有長效抗菌性能。

(3)PDMDAAC-AGE-MAA/納米ZnO復合材料整理織物后不影響織物的力學性能。

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Synthesis Polymer Quaternary Ammonium Salt/Nano-ZnO Composite Antibacterial AgentviaIn-situMethod

GAO Dang-ge1,2,CHEN Chen1,LYU Bin1,2,MA Jian-zhong1,2

(1 College of Resources and Environment,Shaanxi University of Science & Technology,Xi’an 710021,China；2 Key Laboratory for Light Chemical Additives and Technology(Ministry of Education),Xi’an 710021,China)

The PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite was prepared by dimethyl diallyl ammonium chloride (DMDAAC), allyl glycidyl ether (AGE), methylacrylic acid (MAA) and nano-ZnOviain-situpolymerization. The effect of the dosage of nano-ZnO on the performance of PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite was investigated, and the composite was characterized by FT-IR, XRD and TEM. Then cotton fabric was treated with PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite. The results show that when the dosage of nano-ZnO is 0.8%, the stability of PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite is the best; The characteristic absorption peaks of the epoxy groups and nano-ZnO exist in the PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite, Nano-ZnO is good dispersion in composite; Compared with the control cotton sample, the cotton treated with the PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite after 10 times of standard washing shows the precent reduction of antibacterial properties against Escherichia coli(E.coli) and Staphylococcus aureus(S.aureus) is above 80%, and the percent reduction of antibacterial properties against Candida albicans(C.albicans) is above 75%, because of the antibacterial properties of the synergistic effect by nano-ZnO and N+in the composite.The PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite is coated on the surface of treated cotton fibers. After standard washing, the elements of Zn and N still remain in the treated cotton samples, the cotton treats with PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite possesses good washing fastness. Compared with the untreated cotton,the cotton treated with PDMDAAC-AGE-MAA/nano-ZnO composite has no effect on the breaking strength.

dimethyl diallyl ammonium chloride；nano-ZnO；carboxy group；antibacterial；washing fastness

10.11868/j.issn.1001-4381.2015.06.007

TS190.2

A

1001-4381(2015)06-0038-08

國家自然科學基金資助項目(21104042)；陜西科技大學科研團隊項目(TD12-03)

2014-05-31;

2014-08-18

高黨鴿(1982—)，女，博士，副教授/碩士生導師，主要從事無機有機雜化材料的合成及性能研究，聯(lián)系地址：陜西省西安市陜西科技大學資源與環(huán)境學院(710021)，E-mail：dangge2000@126.com