抗菌防霉吸附甲醛多功能黏胶纤维的制备和性能研究

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将植物中药野菊花和黄连提取物水溶液、植物中药甜橙精油微胶囊和可吸附甲醛的天然矿物微粉功能剂悬浮液与黏胶纺丝液共混,利用湿法纺丝方法制备了抗菌、防霉、吸附甲醛多功能黏胶纤维,并对其各项性能和功能进行了研究。首先,分别对四种植物中药提取物进行了抗菌、防霉性能测试,结果表明,黄连提取物和甜橙精油均具有良好的抗菌、防霉效果,野菊花提取物具有良好的抗菌效果。故选用野菊花提取物为主要抗菌功能剂、黄连提取物和甜橙精油为主要抗菌防霉功能剂,并将甜橙精油制备成微胶囊以提高甜橙精油在黏胶纤维纺丝过程中的留存性和黏胶纤维产品耐水洗性。其次,自主设计研制了用于测试被测材料吸附甲醛功能的试验装置,装置采用厚度为8 mm的透明亚克力板制造,形状为矩形,并分为左右两个实验舱,满足对照组和实验组测试甲醛消除率的需要。每个实验舱长、宽、高内径尺寸分别为25 cm×20 cm×20 cm。实验舱内部空间体积为0.01 m~3。再次,选用沸石作为制备吸附甲醛功能剂材料,利用球形研磨机将沸石矿石颗粒研磨至D(90)≤3μm的沸石微粉,使用自主研制的吸附甲醛功能测试装置对沸石微粉的甲醛去除率进行了测试,结果表明,沸石微粉的甲醛去除率可达到77.27%。然后利用分散剂等助剂将其制成悬浮液状态的吸附甲醛功能剂。然后,将上述四种功能剂按照不同比例与黏胶纺丝液均匀混合,制备A、B、C、D、E、F六种不同配比方案的共混膜,测试共混膜的基本性能以及抗菌性、防霉性和甲醛吸收率。筛选出B方案为最优方案,即野菊花提取物、黄连提取物和沸石微粉悬浮液按质量计添加量分别为3%、4%和6%,甜橙精油微胶囊按体积计添加量为纺丝液的2%。最后,按照筛选的最优方案,功能剂按照总添加量为甲纤重量的15%与黏胶纺丝液共混,通过湿法纺丝工艺制备了抗菌、防霉、吸附甲醛多功能黏胶纤维,并对其基本性能和功能性进行了测试。红外光谱测试结果表明,与普通纯黏胶纤维相比,抗菌、防霉、吸附甲醛多功能黏胶纤维的分子结构未产生明显变化;SEM测试图像可知,纤维横截面的边缘形态变化不大,截面中缺陷明显;表面纵向沟壑增多、加深且存在细小颗粒;使用X射线衍射法分析,多功能黏胶纤维结晶度为38.26%,取向度为75.7%,相比普通纯黏胶纤维均有所下降;回潮率为15.38%,干态下断裂强度为2.15 c N/dtex、断裂伸长率为19.60%,对比普通纯黏胶纤维,回潮率提高了22%,断裂强度降低的比例为6.93%,断裂伸长率增加幅度为9.56%;摩擦性能测试表明,多功能粘胶纤维与尼龙辊之间的动、静摩擦系数分别为0.3386、0.3142,多功能粘胶纤维与金属棍之间的动、静摩擦系数分别为0.3027、0.2907,摩擦性能均高于普通纯黏胶纤维;热重分析显示,抗菌、防霉、吸附甲醛多功能黏胶纤维的热稳定性较弱;抗菌、防霉、吸附甲醛多功能黏胶纤维对金黄色葡萄球菌的抑菌率为97.04%,防霉功能可达到0级,均超过了国家标准的规定;甲醛去除率达到60.88%;水洗20次后,抗菌、防霉、吸附甲醛多功能黏胶纤维对金黄色葡萄球菌的抑菌率为84.87%,防霉功能可达到0级,均超过了国家标准的规定;甲醛去除率仍达到47.52%。
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