无机氧化亚铜（Cu2O）抗菌材料具有稳定、持久和广谱抗菌的效果,受到研究者和产业界越来越多的关注。聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）则是目前世界上第一大合成纤维品种,也具有许多优良的性质,如弹性、耐皱性、电绝缘性、尺寸稳定性以及耐弱酸弱碱性,被广泛应用在服装、家纺、工程塑料等多种领域。因而,如何将Cu2O添加到PET纤维织物中,且保持其高效抗菌的效果是目前比较热点的课题。例如,制备PET抗菌纤维过程中功能组分添加量高、纳米分散不均匀、功能表达效能差等系列问题。因此,如何克服上述问题,以增加PET纤维产品的附加值,调整PET产业结构,满足人们对于健康防护的需求,可以进一步扩宽其应用领域。为解决上述问题,本文分别采用熔融共混和原位聚合的工艺手段制备了高效抗菌PET纳米复合纤维。主要实现手段为:（1）分别基于共混或原位聚合引入高效抗菌功能的纳米Cu2O,制备了多种不同含量的高效抗菌的PET/Cu2O纳米复合纤维;（2）为了实现Cu2O的尺寸稳定和均匀分散,设计构筑了具有微-纳结构高效抗菌的Cu2O@ZrP杂化材料,实现了其高效、稳定、持久抗菌的效能,阐述了小尺寸纳米Cu2O的成型机理和Cu2O@ZrP杂化材料在抑制细菌生长过程中的作用机制;（3）比较说明了经不同工艺流程制备的PET/Cu2O@ZrP纳米复合纤维的服役性能以及抗菌性能,对比研究Cu2O@ZrP杂化材料在PET基体中的分散性以及小尺寸纳米Cu2O的尺寸和性能的稳定性;（4）基于有机无机杂化技术,设计构筑满足熔融共混加工工艺的高效抗菌、稳定分散的有机无机杂化抗菌材料,该种杂化材料是通过具有小尺寸纳米Cu2O（5 nm）的Cu2O@ZrP与C18P（十八烷基三苯基溴化鏻）进行杂化,实现了Cu2O@ZrP-C18P杂化材料的高效、稳定抗菌。通过熔融纺丝法制备了PET/Cu2O@ZrP-C18P复合纤维。研究了Cu2O@ZrP-C18P杂化材料在复合纤维中的分散性、功能效用的稳定性以及复合纤维的使用性能、加工性能和抗菌性能。主要内容如下:1、PET/Cu2O纳米复合抗菌纤维制备及其抗菌性能研究。分别利用共混法和原位聚合法制备了PET/Cu2O纳米复合树脂母粒,经熔融纺丝法获得系列PET/Cu2O纳米复合纤维,其中粒径为100～200 nm的氧化亚铜呈现为立方体或球形。本章主要分析了制备工艺和Cu2O含量对PET/Cu2O纳米复合纤维结构与性能的影响。研究结果表明,熔融共混法制备的复合纤维中Cu2O团聚现象相对明显,且多一次的热加工造成了纤维中聚酯分子的热降解。另一方面,Cu2O的加入可提高了复合树脂的耐热性,两种方法制备的树脂起始分解温度均提高了约7℃。纤维加工过程中发现,原位聚合法制备的复合纤维中Cu2O分散性良好,具有更加优异可纺性,纤维的牵伸倍数可达4.6倍。当Cu2O含量为0.2 wt%时,原位聚合法制备的纳米复合纤维力学性能最好,可达4.23 c N/dtex。抗菌测试发现,当Cu2O含量为0.2 wt%,原位聚合法制备的抗菌纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率即可达到99%,而对白色念珠菌的抗菌率也可达到85%,当提高Cu2O含量至0.6%时,对白色念珠菌的抗菌率可达97%。因此通过原位聚合法制备PET/Cu2O纳米复合纤维具有良好的力学性能和加工性能,其抗菌性能也已经满足国家标准,可以应用于服装、家纺及军工防护等领域。2、为了提高Cu2O抗菌效率,进一步降低Cu2O粒径,并使其能够均匀分散在聚合物基体中。本章通过原位化学还原法制备了系列微-纳结构Cu2O@ZrP杂化材料。进一步将Cu2O原位还原在ZrP片层上,通过调节反应组分中的Cu SO4和EDTA的配比,实现控制Cu2O@ZrP杂化材料中的Cu2O含量。系统表征了Cu2O@ZrP杂化材料的结构、形貌、可分散性以及其抗菌性能。总结分析了Cu2O@ZrP杂化材料在抗菌过程中的作用机制。研究结果表明,Cu SO4的用量是影响Cu2O@ZrP杂化材料中Cu2O含量的主要因素,且Cu2O含量随着Cu SO4组分的变化成梯度增加。TEM和SEM等结果表明,均匀稳定的分散于ZrP片层表面的颗粒为粒径约5 nm的Cu2O。小尺度纳米Cu2O（4～5 nm）成型机理主要归结为Cu2O首先形成超小粒径的晶种,随后在EDTA和ZrP的协同作用下,固定晶种抑制晶种的团聚,同时也限制Cu2O沿着垂直ZrP片层方向的生长,从而形成小尺度的Cu2O。振荡法抗菌测试发现,Cu2O@ZrP杂化材料对大肠杆菌的生长具有抑制作用,且随着Cu2O@ZrP杂化材料中Cu2O含量的提高,Cu2O@ZrP对大肠杆菌的抑菌作用逐渐明显,Cu2O@ZrP对超级细菌的抗菌效果也非常突出,抑菌率可达99%。本章最后通过表征Cu2O@ZrP杂化材料处理细菌后的细菌上清液中离子溶度的变化、蛋白质浓度的变化、细菌体内ROS的变化及细菌表面形貌和内部状态的变化,提出了Cu2O@ZrP杂化材料对于细菌代谢和增殖的影响的作用机制。3、基于上一章构筑的Cu2O@ZrP杂化材料,本章通过原位聚合法和共混法分别制备了PET/Cu2O@ZrP纳米复合纤维。研究发现,PET/Cu2O@ZrP纳米复合纤维中Cu2O@ZrP分散性良好,但当Cu2O@ZrP含量的增大到0.6 wt%时也存在少量的团聚。通过纳米复合树脂的流变行为发现,Cu2O@ZrP可在较高剪切速度下降低了PET的复数粘度η*、储能模量G’和损耗模量G’’,说明了在较高的剪切速度下Cu2O@ZrP会随着剪切力而进行取向,从而降低了与分子链的相互作用,增加了流动性。与PET/Cu2O纳米复合纤维相似,原位聚合获得纤维的力学性能要高于共混法的,当Cu2O@ZrP添加量为0.2 wt%时,纤维强度可达4.24 c N/dtex。相比较而言,原位聚合制备的纤维（PET/Cu2O@ZrP-I）具有较低的溶出能力,从而体现长效抗菌的能力,纤维经过7天溶出测试,铜元素溶出量约占总量的14%。当Cu2O@ZrP含量为0.2 wt%时,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率即可达到99%,而对白色念珠菌的抑菌率达到99%,此时,需要Cu2O@ZrP的含量也仅为0.4 wt%。所选用的Cu2O@ZrP中Cu的含量仅为18.6wt%,PET/Cu2O@ZrP-0.4%中铜的有效含量仅为0.07 wt%。这意味着仅需要微量的铜存在于PET纤维中即可达到良好的抗菌效果,也进一步说明了PET/Cu2O@ZrP纳米复合纤维的高效抗菌能力。4、为了改善熔融共混Cu2O基抗菌纤维的不足,本章基于亲核取代反应机理,合成了苄基三苯基氯化鏻（BTP）和十八烷基三苯基溴化鏻（C18P）两种高热稳定性的季鏻盐,通过对磷酸锆进行插层改性,制备了高热稳定的有机无机杂化材料,从而进一步构建可适合熔融共混的高效Cu2O基抗菌材料。首先本章利用~1H NMR和31P NMR对两种季鏻盐的化学结构进行表征,确认了两种季鏻盐的结构。磷酸锆插层改性后层间距扩大到1.5 nm以上,片层厚度明显降低。且经过改性后的磷酸锆仍能将Cu2O很好的负载到其片层表面上。Cu2O@ZrP-C18P具有良好的热稳定性,起始分解温度高于300℃。另一方面,Cu2O@ZrP-C18P相比Cu2O@ZrP-BTP具有更高的Zeta电位值,与聚合物基体具有更好的相容性。抗菌测试发现,Cu2O@ZrP-C18P可在细菌内部产生大量的活性氧（ROS）,会使细菌形态的破坏更加快速,抗菌效果更为明显,在Cu2O@ZrP-C18P浓度仅为25 mg/L时,抑菌率即可高达99%。Cu2O@ZrP-C18P杂化材料对NIH3T3细胞活性表明,C18P的细胞毒性微弱,当Cu2O@ZrP-C18P浓度达到100 mg/m L时,细胞活性仍能保持60%左右,当浓度提高至500 mg/m L时,细胞活性才降低到30%左右。因而,说明了改性后的Cu2O@ZrP-C18P与PET基体的相容性增加,同时提高了纳米复合纤维的抗菌能力。