研究与开发
合成纤维工业，２０１７，４０（２）：１１ＣＨＩＮＡ ＳＹＮＴＨＥＴＩＣ ＦＩＢＥＲ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
收稿日期：２０１６－
１２－２２；修改稿收到日期：２０１７－０２－０４。作者简介：晋缙（１９９０—），女，硕士研究生，主要研究方向为抗菌聚酯切片及其纤维的制备。Ｅ－ｍａｉｌ：Ａｎｇｅｌ＿１０１５＠１２６．ｃｏｍ。
基金项目：国家重点研发计划项目（２０１６ＹＦＢ０３０２７００）。 倡通讯联系人。Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｓｗａｎｇ＠ｄｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。
铜锌复合抗菌聚酯纤维的制备及性能研究
晋 缙，王朝生倡
，王华平，吉 鹏，李益仁
（东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室，上海２０１６２０）
摘 要：采用凝胶－
溶胶法制备铜锌纳米复合抗菌剂（Ｃｕ－ＺｎＯ），并通过原位聚合的方法引入到聚对苯二甲酸乙二醇酯（ＰＥＴ）聚合过程中，制备抗菌改性ＰＥＴ切片，再通过熔融纺丝制备抗菌改性ＰＥＴ纤维；利用Ｘ射线衍射和红外吸收光谱对Ｃｕ－ＺｎＯ的结构进行了表征，利用差示扫描量热分析、场发射扫描电镜、振荡法等对改性ＰＥＴ切片的热性能和改性ＰＥＴ纤维的形貌、抗菌性能进行了表征，并对Ｃｕ－ＺｎＯ的抗菌机理进行了分析。结果表明：制备的复合抗菌剂为Ｃｕ－ＺｎＯ，Ｃｕ－ＺｎＯ较ＺｎＯ具有更高的抗菌效果；Ｃｕ－ＺｎＯ具有促进ＰＥＴ结晶的能力，起着异相成核剂的作用，添加Ｃｕ－ＺｎＯ质量分数超过１％后会阻碍ＰＥＴ的结晶；当添加Ｃｕ－ＺｎＯ质量分数为１％时，改性ＰＥＴ切片的冷却结晶温度由１９０．０℃升至２１２．５℃，改性ＰＥＴ纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为９１．２％和９３．２％，具有良好的抗菌效果，纤维断裂强度为２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ，断裂伸长率为３２．８％；在ＺｎＯ中掺杂Ｃｕ２＋，提高了ＺｎＯ对可见光的吸收范围和强度，从而提高其抗菌效果。关键词：聚对苯二甲酸乙二酯纤维 铜锌复合抗菌剂 凝胶－
溶胶法 原位聚合法 抗菌性能中图分类号：ＴＱ３４２＋．
２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－００４１（２０１７）０２－００１１－０６ 聚酯纤维是目前合成纤维的第一大品种［１］
。
在各种服用纤维中，聚酯纤维与其他合成纤维相比，以其消费者的可接受性、良好的可纺性以及资源可开发性，获得了更广泛的应用。
随着人们生活环境和水平的不断提高，消费者对纺织服装的需求也随之变化。从最开始以蔽体、保暖为目的的基本需求，到如今对时尚、流行等元素的美观需求的同时，人们的追求也开始趋向于环保、健康的纺织材料。纺织品有利于微生物和细菌粘附在织物表面，进而传播，危害人体健康。人们在穿着服装时，织物上会沾染很多人体
分泌物，这为微生物提供营养，成为其寄居地［２］
。纺织品成了疾病传播的重要载体，这使得人们更加关注其安全健康性。抗菌纤维可以抑制细菌在织物上的繁殖生长，改善人们的生活环境。抗菌纤维的研究与开发已经受到人们的重视，相信今
后将会广泛应用于各领域［３］
。
目前抗菌剂［４］
主要有天然类、有机类和无机类，其中无机类抗菌剂由于其优异的耐热性较其他两类抗菌剂更适宜作为聚酯纤维类抗菌剂使用。在无机抗菌剂中，纳米氧化锌（ＺｎＯ）具有无毒、无味，本身颜色为白色，价格低廉，同时又对皮肤无刺激，且具有较高热稳定性，不分解、不变质等众多优点。虽然ＺｎＯ具有高效的抗菌效果，但
是由于受到禁带宽度［５］
的限制，一般只在紫外光
照射下对细菌、微生物等具有明显的抑制和杀灭
作用。然而，在到达地球的太阳光中，紫外光的占比仅为５％～７％，单一的纳米ＺｎＯ在弱紫外光的照射条件下抗菌性能较低。因此，拓宽其光响应范围来提高抗菌性能是十分必要的。通过离子掺杂的方式能够在纳米ＺｎＯ的晶格中引入更加多的氧空穴或者是引入更多的缺陷，为光致氧化反应提供更多的活性位点，或者通过引入杂质能级，扩大对光的吸收方位，增强可见光的吸收能
力。铜离子（Ｃｕ２＋
）的离子半径为０．０７３ｎｍ，而Ｚｎ２＋
的离子半径为０．０７４ｎｍ，差别较小使得Ｃｕ２＋
比较容易掺入到ＺｎＯ的晶格中，从而提高纳
米ＺｎＯ的光催化活性［６］
。作者通过凝胶－溶胶法制备了铜锌复合抗菌剂（Ｃｕ－ＺｎＯ），再通过原位聚合的方法制得抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯（ＰＥＴ），经纺丝得到抗菌改性ＰＥＴ纤维，研究了抗菌改性ＰＥＴ及其纤维的性能。
1 实验1．1 原料及试剂
六水合硝酸锌、三水合硝酸铜、一水合柠檬
万方数据