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抗菌除臭PET织物的多功能改性:持久亲水性、透湿性与力学性能的协同提升
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月10日 来源:Polymer 4.1
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为解决PET织物抗菌除臭功能性与耐久性难以兼顾的问题,研究人员通过合成PHMG-β-CD/TP主客体包合物,将其接枝到碱处理PET织物上,开发出兼具99.99%抗菌率(30次洗涤后)和99.69%除臭率的功能织物,同时保持透湿性和断裂强度,为高性能纺织品提供新策略。
在新冠疫情等公共卫生事件背景下,纺织品作为病原微生物传播媒介的风险引发关注。聚乙烯对苯二甲酯(PET)织物虽具有优异的抗皱性和机械性能,但其疏水特性易滋生细菌并产生异味。传统抗菌除臭处理常以牺牲透湿性或洗涤耐久性为代价,如何开发兼具多功能性与实用性的PET织物成为纺织领域重大挑战。
福建某高校研究团队在《Polymer》发表研究,通过共价接枝技术将主客体包合物PHMG-β-CD/TP固着于PET织物。关键技术包括:以环氧氯丙烷(ECH)为交联剂合成PHMG-β-CD共聚物,通过物理包埋法负载TP形成复合功能剂;采用浸轧-烘焙工艺将5% o.w.f.功能剂接枝到碱处理PET织物(PET-OH)表面;通过红外光谱、X射线光电子能谱等技术表征材料结构。
材料与化学方法
研究选用β-CD作为主体分子,通过超声辅助碱溶法提高其反应活性,与PHMG通过环氧基开环反应形成共价网络结构。
PHMG-β-CD/TP的制备与表征
傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实了PHMG与β-CD的成功交联,X射线衍射(XRD)显示TP分子被有效包埋于β-CD空腔中,热重分析(TGA)证明复合物热稳定性达200℃以上。
功能性能评估
PET-5%织物对大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)的抑菌率均达99.99%,30次洗涤后性能无衰减。氨气吸附实验显示其除臭效率达99.69%,归因于TP羟基与氨气的化学反应协同β-CD的物理吸附。
机械与亲水性能
接枝处理使织物接触角从128°降至25°,水分蒸发率提升40%,而断裂强度保持原始值96%以上,证明功能化未损害织物力学性能。
该研究创新性地将胍类抗菌剂(PHMG)、环糊精吸附剂(β-CD)和植物多酚(TP)通过主客体化学与共价接枝技术整合,突破了传统抗菌织物"功能-耐久性"不可兼得的技术瓶颈。所得PET-5%织物在医疗防护、运动服装等领域具有应用潜力,其"一步法"功能化策略为纺织行业绿色制造提供新思路。研究团队特别指出,该技术可通过调整β-CD与TP比例实现功能定制化,未来将探索其在病毒防护方面的延伸应用。
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