（纺织化学与染整工程专业论文）锌基纳米抗菌整理剂与抗菌织物的制备及抗菌性研究[纺织化学与染整工程专业优秀论文].pdf

锌基纳米抗菌整理剂与抗菌织物的制备及抗菌性研究摘要纳米材料是指微粒尺寸在1 一l o o n m 的超细材料，而纳米技术则是在纳米尺度范围内研究原子、分子等微粒特性的一门新兴交叉学科。纳米材料是目前功能材料的研究热点，亦被科技界和世界许多国家政府视为“2 1 世纪最有前途的材料 。目前，全球对纳米整理纺织品的市场需求规模约为1 5 0 亿美元，今后将以年均增长1 0 7 的速度扩大，到2 0 0 7 年和2 0 1 2 年，全球市场的纳米整理纺织品需求规模将分别上升为2 4 0 亿美元和3 9 7 亿美元的水平。其中，用于防生化武器、体育娱乐和休闲、装饰等领域的纳米纺织品的价值将达2 6 亿美元。今后1 0 年期间，国际市场对纳米纺织品的需求将呈迅速扩大走势，其贸易额将达到接近5 0 0 亿美元的规模。随着纳米技术的发展，它在纺织品领域的应用范围将进一步扩大，在一些新兴科技产品和新兴科技领域里，纳米纺织品的用途将更加广泛，市场需求潜力巨大。然而，我国对纳米粉体的研究虽然较多，但应用研究相对较少，特别是在功能纺织品方面的研究更少。所以研究包括纳米氧化锌在内的纳米材料在纺织品上的应用技术具有重要意义。纳米氧化锌作为一种新型的环境友好抗菌荆，用于开发抗菌防臭合成纤维在国外已有成功的范例，然而，这种方法却不适用于天然纤维或己织成纺织品。显然，研究将纳米氧化锌通过后整理的途径赋予纤维或纺织品抗菌功能的方法不仅具有重要的理论学术意义，而且具有重要的应用价值。纳米氧化锌的制备方法目前报道的不下十种，但作为一个新的研究领域仍存在一些技术和理论上尚未解决的难题。具体表现在以下几个方面：l( 1 ) 制备的纳米粉体粒径分布较宽，且粒径大小难以控制在纳米尺寸范围；( 2 ) 生产成本较高，影响推广应用；( 3 ) 氧化锌颗粒超微化后，表面能巨大，极易发生团聚，所以如何有效阻止纳米粒子团聚行为的发生，保持纳米粒子的功能活性仍然是目前应用过程中的瓶颈问题；( 4 ) 目前对纳米氧化锌的研究多集中在制备方法研究方面，但针对抗菌功能纺织品的应用研究却刚刚起步，更缺少系统地研究；( 5 ) 纳米氧化锌在抗菌性能上存在一些缺陷，如何提高其抗菌性能尚缺少有效的方法；( 6 ) 纺织品纳米功能整理剂须在以水为介质的后整理液中使用，如何制备有良好稳定性的纳米氧化锌抗菌整理剂体系尚未见报道：( 7 ) 纳米氧化锌抗菌织物的耐久性或耐水洗性尚缺少有效的评价方法。所以本课题从纳米氧化锌的制备、改性、修饰入手，建立了能满足纺织品后整理要求的纳米氧化锌抗菌整理剂体系和制备了锌基纳米抗菌功能织物。利用t e m s e m f t i r 等技术系统研究、表征了它们的微观形貌和结构特征，探讨了这些工艺过程中的若干基础理论问题，考察了它们的抗菌性能；最后本研究利用原子吸收分光光度法研究纳米氧化锌抗菌织物在不同介质中的锌溶出规律，同时通过抗菌测试实验，并借助s e m 技术作为辅助手段，从整体上分析和评价了抗菌织物在多种介质中的耐洗性。研究结果表明：( 1 ) 反应物摩尔比为1 ：1 0 7 ，反应温度2 0 ，反应时间为9 0 m i n ，以试剂级氯化锌和草酸为原料制备草酸锌，再经5 0 0 热裂解l h 制备纳米氧化锌，产率可达9 8 以上，粒径可控制在2 0 3 0 n m 或i i5 0 6 0 n m ，所得纳米氧化锌形如球状或椭球状；纳米氧化锌颗粒的团聚过程是：分散态颗粒一链状颗粒一支链状颗粒一簇状颗粒一块状颗粒；温度和热分解时间均是氧化锌粒径的显著影响条件，温度过高或煅烧时间过长都会导致氧化锌聚集烧结而失去纳米尺寸；以工业级氯化锌和草酸为原料，在相同工艺条件下也可得到纳米级氧化锌，成本低廉，适合于工业化生产。( 2 ) 利用银盐在前躯体草酸锌晶面沉积，而后“热爆裂 获得的银修饰纳米氧化锌主要以簇状聚集体的形式存在，平均粒径仍在纳米粉体范围之内；银有效修饰量与修饰浴中的a g n 0 3 的百分浓度呈负函数关系，5 0 的a g n 0 3 修饰浴中的银有效修饰量仅是5 的a g n o h 修饰浴中的银有效修饰量的5 7 ，修饰浴中的a g n 0 3 的百分浓度越低，银的利用率越高，产品成本越低。( 3 ) 高分子型表面活性剂对纳米氧化锌的分散能力约是传统低分子乳化剂或分散剂的7 倍，适合用于制备锌基纳米稳定分散体系；影响分散体系稳定性的主要因素有p h 值、分散质用量与分散剂浓度之比值( b 值) 等，当p h 值为9 1 0 ，b 值为1 ：5 3 时分散体系的稳定性最高。( 4 ) z p u 1 、z b x 1 、z g t - 1 三种由低聚丙烯酸钠、高分子粘合剂和纳米氧化锌为主组成的整理剂中纳米粒子为单核或多核的微囊式结构，表面带负电荷，平均粒径为1 0 3 n m ，在成膜后氧化锌颗粒平均粒径约为6 0 n m ，微观形貌以单分散态和链珠状为主；影响整理剂储存稳定性的因素主要有重力、p h 值、超声波振荡时间等。重力对稳定性影响最大，其次是p h 值，两者是破坏稳定性的最主要因素，在p h 值9 1 0 范围内，振荡时间2 h 条件下，纳米体系稳定性最佳。( 5 ) 纳米氧化锌的抗菌性与粒径、光照、银修饰与否等条件有关。z p u 1 、z b x 1 、z g t - 1 三种整理剂的m i c 值为l m g m l 左右，三种整理剂处理的抗菌棉织物抑菌圈半径超过4 r a m ，银修饰纳米氧化锌整理剂处理的抗菌织物的抑菌圈半径超过6 r a m ，光照可使抗菌性增强，抗菌效果显著；三种纳米氧化锌抗菌纯棉织物2 4 h 接触抗菌率i i i都可达到9 9 ，而银修饰纳米氧化锌抗菌织物1 2 h 接触抗菌率即达9 9 ；银修饰纳米氧化锌抗菌织物不仅有较强的抗菌能力，而且杀菌速率也比纳米氧化锌抗菌织物快一倍；机洗2 0 次后，纳米功能织物的抑菌圈半径平均下降了2 3 0 ，平均抗菌率下降了1 9 3 ，洗涤后纳米氧化锌抗菌织物的抑菌速率下降，除银修饰纳米织物样品2 4 h抑菌率可达9 0 以外，a 、b 、c 三个系列纳米织物的2 4 h 平均抑菌率不足8 5 ，4 8 h 平均抑菌率方可达9 0 ；纳米氧化锌，包括银修饰纳米氧化锌及其整理织物的抗菌速率跟传统的消毒剂相比差距很大，故称为“抑菌 或“抗菌 比称为“杀菌 更为妥切。纳米氧化锌的抗菌机理应该是光催化氧化与金属离子溶出络合两种机理共同作用的结果。( 6 ) 纯棉或涤棉织物经纳米氧化锌整理剂处理后多数纤维表面上的氧化锌颗粒保持了纳米尺寸，约有3 0 左右纤维表面上的纳米颗粒出现了明显的聚集现象，聚集处主要以簇状颗粒为主，氧化锌粒径已在1 0 0 5 0 0 n m 范围；纳米氧化锌颗粒在织物上呈非均匀化分布，纳米颗粒易停留在纤维间缝隙处和表面有坑凹结构的棉纤维上；在烘干阶段粘结剂的“收缩效应 以及在整理阶段整理剂的稀释造成体系平衡的破坏可能是织物上分散态颗粒聚集成簇状的主要原因。在洗涤后的纯棉或涤棉织物上氧化锌的纳米颗粒与粒径较大的颗粒共存，非均匀化分布状况与洗涤前的织物没有发生明显变化；经2 0次( 约3 0 0 m i n ) 家用洗衣机间歇式洗涤过程未发现氧化锌颗粒分布7 密度明显下降，证明分别以聚氨酯、聚丙烯酸酯、硅酮形成的高分一i子膜具有良好的耐机洗性，也证明洗涤过程中氧化锌的损失方式可能主要是通过高分子膜的缓释通道进行。( 7 ) a 、b 、c 三个系列锌基纳米织物在“一浴连续洗涤法 中锌的溶出量与洗涤时间呈线性关系；影响纳米织物中锌的溶出量的主要因素有洗液类别、织物类别、整理剂类别及洗涤时间等；在以锌半减量时间t 1 2 来评价纳米抗菌织物的耐久性时，纳米氧化锌在不同洗涤剂或人工汗液中锌的溶出速率差异很大，在碱性人工汗液、无机盐人工汗液和自来水中锌的溶出速率很低，而在酸性人工汗液、皂粉洗液中锌的溶出速率很快，锌基纳米抗菌织物宜在中性或弱碱性洗涤剂中洗涤。本研究首次利用银盐在前躯体z n c 2 0 4 2 h 2 0 表面沉积，尔后“热爆裂 获得银修饰纳米氧化锌；亦首次先用低聚丙烯酸钠改性纳米氧化锌，再复配高分子粘合剂制备锌基纳米抗菌整理剂，继而制备锌基纳米抗菌功能织物。首次利用t e m s e m f t i r 等技术系统研究了以纳米氧化锌为基础的锌基纳米粉体、整理剂中或整理织物上氧化锌的微观形貌和结构特征，探讨了这些工艺过程中的若干技术和理论问题。首次用a a s方法对锌基纳米抗菌织物在不同洗涤剂和不同人工汗液中的锌溶出速率来研究锌基纳米抗菌织物的耐久性，提出了“一浴连续洗涤法”和用锌半减量时间t 1 ，2 来评价锌基纳米抗菌织物耐久性的方法。本研究成果不仅提供了从纳米氧化锌制备、改性、修饰开始，到整理剂制各、抗菌织物制备、抗菌性及耐久性研究的新方法，具有重要的学术意义，而且该方法对指导将锌基纳米材料应用于抗菌功能纺织品的开发具有重要的技术价值；本研究中提出的若于新模型、新见解对正确认识氧化锌纳米材料的特性将有所帮助。关键词：纳米氧化锌；纳米功能整理剂；纳米抗菌纤维；功能整理；耐久性、vs t u d yo np r e p a r a t i o no fz i n c b a s e dn a n o p a r t i c l ef i n i s h i n ga g e n t sa n dt h e i ra n t i b a c t e r i a lf a b r i ca b s t r a c tn a n om a t e r i a l sm e a nt h es i z e so fp a r t i c l e sa r ea b o u t1 10 0 n m ，a n dn a n ot e c h n o l o g yi san o v e l c r o s ss u b j e c to fa t o ma n dm o l e c u l er e s e a r c h i n gs c i e n c ei nt h er a n g eo f0 1 10 0a m p r e s e n t l y ，n a n om a t e r i a l sa r eb e c o m i n gr e s e a r c h i n gh o t s p o ta n da r er e g a r d e da s t h em o s tp r o m i s i n gm a t e r i a li n21c e n t u r y b yt h es c i e n t i s t si nm a n yc o u n t r i e s a tp r e s e n t ，t h em a r k e td e m a n ds c a l ef o rn a n of u n c t i o n a lt e x t i l ei sa b o u t15b i l l i o nd o l l a r si nt h ew o r l d i nt h ef u t u r e ，i tw i l lb ei n c r e a s e da tar a t eo f10 7 b yt h e2 0 0 7a n d2 0 1 2 ，t h ed e m a n d sw i l lr e a c ht o2 4a n d3 9 7b i l l i o nd o l l a r sr e s p e c t i v e l y ，a n dt h en a n of u n c t i o n a lt e x t i l e sf o rp r o t e c t i n g s ，s p o r t s ，e n t e r t a i n m e n t sa n dd e c o r a t i o n sw i l lr e a c ht o2 6b i l l i o n i nn e x t10y e a r s ，t h ea m o u n to fn a n of u n c t i o n a lt e x t i l e s w i l lr e a c ht o5 0b i l l i o n w i t ht h ed e v e l o p m e n to fn a n ot e c h n o l o g y ，t h ea p p l i c a t i o n so nt e x t i l e sa r em o r ea n dm o r ee x t e n s i v e i no u rc o u n t r y ，al o to fp e o p l e sa r ed o i n gt h er e s e a r c ho nt h ep r e p a r a t i o no fn a n op o w d e r s ，b u tt h ew o r k so na p p l i c a t i o na r el e s s ，e s p e c i a l l yi nt h ef u n c t io n a lt e x t i l e sa r e a ，h e n c e ，i ti sv e r yi m p o r t a n tt os t u d yt h en a n oz n oa n di t sa p p l i c a t i o no nt e x t i l e s a san o v e l l yg r e e na n t i b a c t e r i a la g e n t ，n a n oz n oh a sa l r e a d yb e e ni n t r o d u c e ds u c c e s s f u l l yi n t ot h ep r e p a r a t i o no f a n t i m i c r o b i aa n dd e o d o r i z a t i o no fm a n m a d ef i b e r s b u tt h i st e c h n o l o g yi sn o ty e tu s e do nn a t u r a lf i b e r sa n dg a r m e n t s s ot h es t u d yo nt h ep r e p a r a t i o no ft h en a n oz n of u n c t i o n a lf i b e r sa n dt e x t i l e sb yf i n i s h i n ga n dc o a t i n gm e a n sw i l lb eo fg r e a ti m p o r t a n tb o t hi ns c i e n c ea n da p p l i c a t i o nf i e l d s v ia l t h o u g h ，m o r et h a nt e nm e t h o d sh a v eb e e nd e v e l o p e dt op r e p a r en a n oz n op o w d e r s ，t h e r ea r es t i l ls o m ep r o b l e m si nt h e o r ya n dt e c h n o l o g y t h e ya r ea sf o l l o w s ：( 1 ) i ti sd i f f i c u l tt oc o n t r o lt h ep a r t i c l e sd i a m e t e r sl e s st h a n10 0 n m ，a n dt h e i rd i s t r i b u t i o ni st o ow i d e ；( 2 ) t h ep r o d u c tc o s ti st o oh i g ht oa p p l y ；( 3 ) t h es u r f a c ee n e r g yo fn a n op a r t i c l e si sh i g ha n dt h e r ea r ep r o n et oa g g r e g a t e s oi ti si m p o r t a n tt ok e e pt h en a n oe f f e c ta n dp r e v e n tt h ea g g r a t i o n ；( 4 ) c u r r e n tr e s e a r c hi sm a i n l yf o c u s e do nt h ep r e p a r a t i o no fn a n oz n o ，b u ta p p l i c a t i o ni sl a c ko f , e s p e c i a l l yo nt e x t i l e s ；( 5 ) t h e r ea r es o m es h o r t c o m i n g si nt h ea n t i b a c t e r i a lp r o p e r t yo fn a n oz n ot h a th a v et ob eo v e r c o m e de f f e c t i v e l y ( 6 ) t h en a n oz n of i n i s h i n ga g e n t sf o rf u n c t i o n a lt e x t i l e sm u s tb eu s e di na q u e o u sm e d i a t h e r ei sn or e p o r ta b o u tt h ep r e p a r a t i o no ft h es t a b l en a n oz n of i n i s h i n gd i s p e r s i o n s ；( 7 ) t h e r ei sn oe f f e c t i v em e t h o d st oe v a l u a t et h ew a s h i n gd u r a b l i t yo ft h et r e a t e da n t i b a c t e r i a lf a b r i c s t h i sp a p e rr e p o r t e dt h es y n t h e s i s ，m o d i f i c a t i o na n dd i s p e r s i o no fn a n oz n o t h en a n oz n of i n i s h i n ga g e n t sf o rf u n c t i o n a lt e x t i l e sa n da n t i b a c t e r i a lf a b r i c sw e r ep r e p a r e d t h ec h a r a c t e r i z a t i o no ft h ep a r t i c l e ss i z ea n ds t r u c t u r ew a sd e t e r m i n e dw i t ht e m s e m f t i r s o m eb a s i ct h e o r yw a se x p l o r e d t h ea n t i b a c t e r i a lp r o p e r t i e sw a sd e t e r m i n e d i na d d i t i o n ，t h ef l a m ea t o ma b s o r p t i o ns p e c t r o m e t r y( a a s ) w a su s e dt oi n v e s t i g a t et h em i g r a t i o no fz ni nd i f f e r e n tm e d i a s a tt h es a m et i m e ，s e mw a sa s s i s t e dt oe v a l u a t et h e i rw a s h i n gd u r a b l i t yb yc h a r a t e r i z i n gt h ea p p e a r a n c ea n ds t u c t u r e a n t i b a c t e r i a lm e a s u r e m e n tw a su s e dt oe v a l u a t ew a s h i n gd u r a b l i t yb yi n v e s t i g a t i n gt h ec h a n g eb e f o r ea n da f t e rw a s h i n ga sw e l l v l tt h er e s u l t sw e r ea st h ef o l l o w i n g ：( 1 ) z n c i a n dh 2 c 2 0 4w e r em i x e di nam o l a rr a t i oo f 。1 ：1 0 7 ，a t2 0，a n dr e a c t e df o r9 0r a i n s ，z n c 2 0 4w a so b t a i n e d t h ep r o d u c tw a sc a l c i n e da t50 0 f o r1ht og i v et h ez n op o w d e r t h ey i e l dw a sa b o v e，9 8 t h es i z eo ft h ep a r t i c l ec o u l db ec o n t r o l l e di nt h er a n g eo f2 0 - 3 0 n mo r5 0 - 6 0 n mb yc h a n g i n gt h er e a c t i o nc o n d i t i o n s ；u n m o d i f i e dz n op a r t i c l e sw e r ep r o n et oa g g r a g a t e ；t h es h a p eo fn a n oz n ow a ss p h e r i c a lo re l l i p t i c a l t h ea g g r a g a t i o np r o c e d u r ec o u l db ed e s c r i b e da sf o l l o w i n g ：m o n op a r t i c l e s - - - - l i n eo fp a r t i c l e s - - - - b r a n c hl i n eo fp a r t i c l e sc l u s t e ro fp a r t i c l e s t h et e m p e r a t u r ea n dt i m eo fc a l c i n a t i o n sw e r et h ei m p o r t a n tf a c t o r sa f f e c t i n gt h es i z eo fz n op a r t i c l e s ；u n d e rt h ec o n d i t i o n so f ：t e m p e r a t u r ea b o v e50 0 a n dt i m el o n g e rt h a n1h t h ea g g r e g a t i o nw a ss e v e r ea n dn om o r en a n oc h a r a c t e r z n c l 2a n dh 2 c 2 0 4 ( c o m m e r c i a l ) a sr e a c t a n t sc o u l da l s of o r mn a n oz n oo f2 0 3 0 n mo r5 0 6 0 n mu n d e rt h es a m ec o n d i t i o n s ( 2 ) a g + w a sd e p o s i t e do nt h es u r f a c eo fp r e c u s o r ( z n c 2 0 4 ) ，t h e nt h ep r o d u c tw a sc a l c i n e da t5 0 0 t og e tt h ea g m o d i f i e dn a n oz n o t h es i z eo ft h ep a r t i c l ew a sl e s st h a n1o o n m t h ea v a i l a b i l i t yo fa gb e c a m el e s sw i t hah i g h e rc o n c e n t r a t i o no fa g n 0 3 f o re x a m p l e ，t h ea v a i l a b l ec o n t e n to fa gp r e p a r e dw i t h5 0 a g n 0 3w a so n l y5 7 o ft h a tp r e p a r e db y5 a g n 0 3 ( 3 ) t h en a n oz n oc o u l db ed i s p e r s e dm u c he a s yi ns o d i u ml o w p o l y a c r y l a t e t h ef a c t o r sa f f e c t i n gt h es t a b i l i t yo fn a n oz n oc o l l o i ds o l u t i o nw e r ep hv a l u ea n dt h ea m o u n t so ft h ed i s p e r s a n tp r e s e n t e di nt h es y s t e m t h eo p t i m a lc o n d i t i o n sf o rs t a b i l i t yw e r e ：p hv a l u e9 - 1 0 ，bv a l u e1 ：5 3 ( t h er a t i o d i s p e r s a n t ：z n o ) ( 4 ) t h r e ef i n i s h i n ga g e n t s ，z p u 一1 ，z b x 一1 ，z g t 一1 ，w a sp r e p a r e db y m i x i n gs o d i u ml o w p o l y a c r y l a t e ，b o n d i n ga g e n ta n dn a n oz n op o w d e r s t h es h a p eo ft h ep a r t i c l e sd i s p l a y e dam i c e l l a rs t r u c t u r e t h ev i i ia v e r a g ep a r t i c l e ss i z e so ft h e mw e r ea b o u t10 3 n ma n dt h ep a r t i c l e sh a dn e g a t i o nc h a r g e s t h ea v e r a g es i z eo fz n op a r t i c l e si nf i n i s h i n ga g e n t sw a s6 0 n mb e i n go fm o n o d i s p e r s e da n dl i n e a rd i s p e r s e df o r m s t h eo p t i m a lc o n d i t i o n sw e r ep h9 1 0 u l t r o s o n i cd i s p e r s i n g2 2 5 h t h ep r e p a r e df i n i s h i n ga g e n tw a sr e m a r k a b l es t a b l e ( 5 ) t h ea n t i b a c t e r i a lp r o p e r t yo fn a n oz n or e l a t e dt ot h ep a r t i c l es i z e ，l i g h tr a d i a t i o na n da gc o n t e n t t h ea n t i b a c t e r i a lm i cv a l u e so ft h et h r e ef i n i s h i n ga g e n t s ，z p u 一1 ，z b x 一1 ，z g t 一1w e r ea b o u t1 m g m l ，a n dt h ea n t i b a c t e r i a lc i r c l e sr a d i u so fp r e p a r e da n t i b a c t e r i a l f a b r i c se x c e e d4 m m t h er a d i io fa n t i b a c t e r i a lc i r c l e so ft h ef a b r i c st r e a t e db ya g m o d i f i e df i n i n s h i n ga g e n t s w a sa b o v e6 m m l i g h tr a d i a t i o nc o u l di m p r o v et h ea n t i b a c t e r i a lp r o p e r t yo b v i o u s l y s t e r i l i z a t i o ne f f e c to ft h ef a b r i c st r e a t e dw i t ha g - m o d i f i e df i n i n s h i n ga g e n t sw a st w o f o l do ft h a tt r e a t e dw i t ho r d i n a r yf i n i n s h i n ga g e n t s a f t e r2 0t i m e so fw a s h i n g ，t h er a d i io fa n t i b a c t e r i a lc i r c l e so ft h et r e a t e d f a b r i c sd e c l i n e db y2 3 0 ，t h ea v e r a g ev a l u ew a s1 9 3 t h ep r o p e r t yb e c a m ew e a k e rb yw a s h i n g b u tt h ea n t i b a c t e r i a lr a t i oo ft h ef a b r i c s t r e a t e dw i t ha g m o d i f i e df i n i n s h i n ga g e n t sc o u l ds t i l lr e a c h9 0 i n2 4 hc o n d u c t ，t h a to ft h eo t h e r sw e r el e s st h a n8 5 t h em e c h a n i s mo fa n t i b a c t e r i a lw a sr e g a r d e da st h ec o m m o ne f f e c to fl i g h tc a t a l y s eo x d i z a t i o na n dm e t a li o nm i g r a t i n ga n dc h e l a t i n g ( 6 ) m o s to fz n op a r t i c l e sw e r es t i l li nt h en a n o m e t e rr a n g ea f t e ra p p l i c a t i o no nt h ec o t t o nf a b r i c s a b o u t3 0 a m o u n to ft h en a n oz n oa g g r e g a t e do nt h es u r f a c eo ft h ef i b r ei n t oc l u s t e r sw i t hs i z eo f10 0 - 5 0 0 n m t h ez n op a r t i c l e so nt h es u r f a c eo ft h ef i b r ed i s t r i b u t e du n u n i f o r m l y a f t e r2 0t i m e so fw a s h i n g ，t h em o r p h o l o g ys t r u c t u r ea n dd i s t r i b u t i o no ft h ez n op a r t i c l e sd i dn o tc h a n g er e m a r k a b l y ，w h i c hp r o v e dt h a tt h ef i l m so ft h ep o l y u r e t h a n e ，p o l y a c r y l a t ea n ds il i c o n ee x h i b i tr e m a r k a b l ew a s h i n gd u r a b i l i t y i x( 7 ) t h es p e e d so fz n 2 + m i g r a t i n gf r o mt h r e et r e a t e d f a b r i c so ff i n i s h i n g s ，a ，b ，c ，s h o w e dal i n e a rf u n c t i o nw i t ht h ew a s h i n gt i m e s t h ef a c t o r si n f l u e n c i n gt h em i g r a t i n gs p e e dw e r ew a s h i n gm e d i a ，f a b r i ct y p e ，f i n i s h i n ga g e n tt y p e s ，e t c 。t h ew a s h i n gd u r a b i l i t yw a se v a l u a t e db yt h et i m ew h e nh a l fa m o u n t so fn a n oz n o w e r em i g r a t e df r o mt h et r e a t e df a b r i cn a m e dt 1 2 t h e r ew e r eo b v i o u sd i f f e r e n c e si nz n 2 +m i g r a t i n gs p e e du n d e rt h ed i f f e r e n tw a s h i n gm e d i aa n da r t i f i c a ls w e a t s i nt h es w e a t s ，i n o r g a n i cs a l tm a n m a d es w e a ta n dt a pw a t e r ，z n 2 +m i g r a t e dv e r ys l o w l y ，w h i l ei na c i dm a n m a d es w e a ta n ds o a ps o l u t i o n ，i tm i g r a t e dv e r yf a s t s ot h et r e a t e d f a b r i cs h o u l db ew a s h e du n d e rn e u t r a lo rw e a kb a s i cc o n d i t i o n s i nt h i ss t u d y ，i tw a st h ef i r s tt i m et op r e p a r ea g m o d i f i e dn a n oz n op o w d e rb yd e p o s i t i n go n t ot h es u r f a c eo ft h ep r e c u s o rz n c 2 0 2 2 h 2 0 ，f o l l o w e db yc a l c i n i n gt h ep r o d u c ta t5 0 0 ，a n dp r e p a r et h en a n oz n oa n t i b a c t e r i a lf i n s h i n ga g e n t sb yd i s p e r s i n gt h em o d i f i e dz n ow i t hs o d i u mp o l y a c r y l a t ea n dab i n d e r t h ea n t i b a c t e r i a lp r o p e r t ya n dt h ew a s h i n gd u r a b l i t yw e r ea l s oe x a m i n e d a tt h es a m et i m e ，an e wm o d e l ，i d e a sw e r ep u tf o r w a r d ，i tw o u l db e o fl a r g eb e n e f i tf o ru n d e r s t a n d i n gt h ec h a r a c t e r so fn a n oa g - z n oa n dz n op a r t i c l e s l iq u n ( t e x t i l ec h e m i s t r ya n dd y e i n g&f i n i s h i n ge n g i n e e r i n g )s u p e r v i s e db yc h e ns h u i l i nk e y w o r d s ：n a n oz i n co x i d e ；n a n of u n c t i o n a lf i n i s h i n ga g e n t ；n a n oa n t i b a c t e r i a lf a b r i c ；f u n c t i o n a lf i n i s h i n g ；d u r a b l ex东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签彩车日期：2 0 0 5 年1 2 月2 6 日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密囹，在上年解密后适用本版权书。不保密口。一签名菇蟹指三名：日期：2 0 0 5 年1 2 月2 6 日日期：2 0 0 5 年1 2 月2 6 日东华大学博i 论文第章前言第一章前言1 1 纳米材料与纳米技术纳米材料是指颗粒尺寸在纳米量级( 1 10 0 n m ) 的超细材料，它的尺寸大于原子簇而小于通常的微粉，亦即处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域。纳米技术是在0 1 10 0 n m 尺度范围内研究原子、分子等微粒特性的一门新兴交叉学科。将纳米材料应用于各个领域的研究称为纳米材料学或纳米材料技术，是目前该领域研究的热点，亦被科技界和世界许多国家政府视为“2l 世纪最有前途的材料”。人工制备纳米材料的历史可以追溯到10 0 0 多年前的古代中国。当时人们利用蜡烛燃烧生成的烟雾制成碳黑作为墨的原料或用于着色用的颜料。我国古铜镜表面的防锈层已被证实是纳米氧化锡薄膜。但人们并不知道这就是用肉眼所不能辨认的纳米材料。纳米技术发展得益于显微技术的突破。一般认为，纳米技术起始于2 0 世纪7 0年代中期对纳米粉体的研究，代表人物是c 。h a y a s h ；l9 81 年扫瞄隧道显微镜和原子力显微镜先后问世，使得在原子和分子水平上来驾驭物质成为一种可能，从而也使得纳米技术在2 0 世纪9 0 年代和2 l世纪初得到了“爆炸式”的迅猛发展。l9 9 0 年在美国举办了第一届国际纳米科学技术会议，决定出版“纳米技术”、“纳米结构材料”、“纳米生物学”三种学术刊物，标志着纳米技术研究走向正规和成熟。随后，l9 91 年美国将纳米技术列入了“政府关键技术”，19 9 3 年德国提出今后1o 年重点发展的9个关键技术领域中有4 个涉及纳米技术；日本、欧共体等也都拆巨资用于纳米材料与纳米技术的开发；我国也将纳米材料与纳米技术列入了“8 6 3 ”计划和“十五 规划，并成立了国家纳米技术研究指导委员会。人们之所以特别瞩目纳米材料，是因为纳米材料具有宏观材料所不具备的特殊性质，即所谓的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应 i - 4 】。l东华大学博上论文第一章前言表面效应：当粒子直径逐渐接近原子直径时，固体表面原子与总原子数之比会发生迅猛增加，如粒径为1o n m 时，表面积为9 0 m 2 g ，而当粒径为2 n m 时，表面积猛增到4 5 0 m 2 g 。这时，粒子的表面能发生巨大变化，如纳米粒子的表面原子所处的晶体场环境及其结合能与内部原子有所不同