棉织物具有良好的透气性和舒适度而深受人们的喜爱,但其卫生性能较差,因此,棉织物用抗菌防霉整理剂成为纺织品领域研究的热点之一。本研究通过掺杂和沉积分别对纳米ZnO进行改性,进而将改性纳米ZnO与季铵盐共聚物复合,获得聚合物基改性纳米ZnO复合材料;通过改性纳米ZnO与N+的协同作用赋予棉织物广谱的抗菌防霉性能,利用聚合物基中环氧基与棉纤维上羟基的化学结合实现棉织物长效的抗菌防霉性能。首先采用共沉淀法分别制备了Ce掺杂纳米ZnO(Ce-ZnO)和Ag沉积纳米ZnO(Ag/ZnO)。以紫外-可见吸光度为指标,考察了锌源用量、改性剂用量对改性纳米ZnO制备工艺的影响;采用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)等对改性纳米ZnO进行了表征。进而考察了Ce-ZnO和Ag/ZnO整理棉织物的抗菌性能(金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌)、防霉性能、紫外防护性能和物理机械性能。采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)使改性纳米ZnO双键化,进而与二甲基二烯丙基氯化铵、烯丙基缩水甘油醚进行自由基共聚合,分别制备了聚合物基Ce掺杂纳米ZnO(P(DMDAAC-AGE)/(Ce-ZnO))和聚合物基Ag沉积纳米ZnO(P(DMDAAC-AGE)/Ag/ZnO)复合材料。以体系稳定性、旋转粘度和单体转化率等为指标,考察了改性纳米ZnO用量和体系pH对复合材料的影响;采用傅里叶红外变换光谱(FT-IR)、XRD和TEM等对复合材料进行了表征。将该复合材料应用于棉织物整理,考察了棉织物的抗菌性能、防霉性能、耐洗牢度、紫外防护性能和物理机械性能。当Ce的掺杂量为2.5%时,Ce-ZnO纳米材料具有较优的紫外-可见吸收性能。XRD结果表明:Ce掺杂进入纳米ZnO的晶格内部。TEM结果表明:Ce-ZnO为棒状,随着掺杂量的增加,ZnO纳米棒的尺寸先减小后增加;当Ce掺杂量为2.5%时,Ce-ZnO棒长约为180 nm,直径约为40 nm。应用结果表明:与纳米ZnO整理棉织物相比,Ce-ZnO整理棉织物对金黄色葡萄球菌和白色念珠菌有较强的抗菌性能,当Ce掺杂量为2.5%时,抗菌率最高分别为87.9%和84.9%,而对大肠杆菌的抗菌性能有所降低。当体系pH为3.5,Ce-ZnO用量为0.8%时,P(DMDAAC-AGE)/(Ce-ZnO)复合材料稳定性较好。应用结果表明:浓度为30 g/L复合材料整理棉织物的抗菌率可达到99.3%以上;经过11次(相当于家洗55次)标准洗涤后,棉织物的抗菌率仍可达到99.1%以上。该复合材料赋予棉织物良好且长效的抗菌性能和紫外防护性能,但基本无防霉性能。当Ag的沉积量为1.5%时,Ag/ZnO的紫外-可见吸收性能较优。TEM结果表明:直径约为15 nm的球状纳米银沉积于棒状的纳米ZnO表面,纳米ZnO长约为170 nm,直径约为30 nm。应用结果表明:Ag的沉积量为3.0%时,Ag/ZnO整理棉织物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抗菌率分别为91.5%、95.6%和98.2%,防霉等级达到1级。当体系pH为3.5,Ag/ZnO用量为1.0%时,P(DMDAAC-AGE)/Ag/ZnO复合材料稳定性较好。结果表明:浓度为30 g/L复合材料整理棉织物的抗菌率为99.5%以上;经过11次标准洗涤后,棉织物的抗菌率仍可达到93.5%以上。棉织物的防霉等级为1级,防霉性可持续3天;经过11次洗涤后,棉织物的防霉等级提升为0级,且可持续7天,具有良好且持久的抗菌防霉性能。同时,棉织物还具有良好的紫外防护性能。