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近期，开发能有效地灭活病原体、杀灭能产生臭味分子的微生物和防止生物膜形成的抗菌表面的开发已迫在眉睫，但成功的实例仍然很少，而且应用范围有限。N-卤代胺显示出对微生物的强有力的耐久性抗菌性。抗菌表面可以有效防止或减少有害气味。它们可通过直接接触杀灭产生臭味微生物以及中和微生物产生的恶臭产物，甚至能灭活产生恶臭产物的生物酶，催化酶通常引起有机物质分解，并将转化为氨或其他有害物质。
在不限制本发明的范围的前提下，本发明背景是为目标产品提供抗菌、除臭、化学臭味中和功能涂层的一种配方、方法以及负载体系。具体地讲，本发明提供了用于为软和硬表面提供抗菌，气味控制和有害化学物质控制功能的配方和方法，包括应用于涂层、织物、有机和无机固体介质，颗粒多孔和无孔对象，人和动物皮肤和皮肤损伤以及其他相关产品。
2 单体的接枝预处理纤维和AA、MAA、TMPTMA接枝后的纤维的ATR-IR图谱如图2所示,与原丝对比可以看出,纤维在预处理后1500～1700cm-1范围内杂质峰基本消除,油剂和杂质经过抽提已经被清洗掉,整个红外图谱只剩下亚甲基的吸收峰;接枝了MAA、AA、TMPTMA的纤维分别在1700、1696、1715cm-1处出现了强烈的-C=O吸收峰,并且在1257cm-1处出现了酯基与羧基的-C-O吸收峰;MAA、AA接枝后的纤维还在1115cm-1和1080cm-1出现了-COOH上-OH的吸收峰,TMPTMA没有-OH的存在,所以在此处没有吸收峰,这明了接枝反应的成功进行;此外AA、TMPTMA接枝样品在1538cm-1处出现了接枝聚合过程中包覆和交联的部分均聚物-C=C-的吸收峰,这也与AA、TMPTMA反应后均聚现象有关,主要是由于AA和TMPTMA活性较高[19],在紫外辐照下单体自聚活性较高,一部分均聚物在接枝过程中与接枝链交缠在一起,而无法抽提掉,是TMPTMA接枝后的纤维之间易于交联,不适合后期处理和复丝大量接枝反应,且对粘结性能的提升贡献不大。
2 辐射接枝纳米SiO2的辐射接枝主要利用γ射线[27,28,29,30]或微波[14]作为辐射源引发单体在纳米SiO2表面接枝。
通常情况下, 无机纳米粒子由于表面活化能较大, 容易团聚, 而团聚体的结构松散, 粒子间作用力小, 未经有机化的无机纳米粒子直接填充于聚丙烯等聚合物当中, 不利于复合材料力学性能的提高。章明秋等[27,28,29]将纳米SiO2超声分散于含有一定量单体的正己烷溶液中, 通过60Co-γ射线辐射接枝将纳米SiO2接枝上苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸酯类单体, 把纳米SiO2转变为由纳米SiO2和接枝共聚物形成的微观复合材料, 接枝改性后的纳米SiO2团聚体内聚强度较大;接枝共聚物包覆了纳米SiO2的外表面, 将接枝改性后的纳米SiO2与PP直接熔融共混, 分子量较低的接枝共聚物可与PP分子链缠结, 改善了纳米SiO2与PP之间的相容性, 从而提高PP/纳米SiO2复合体系的力学性能。
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接枝AA后的纤维表面有一层接枝层(图3f),接枝的聚丙烯酸彼此之间已经融合成一体(图3f小图),此外透明接枝层里还有一些未生长起来的小球(图3g,i)以及一些针状的均聚物(图3h),这些针状均聚物应该是ATR-IR图谱中在1538cm-1处出现杂峰的原因所在。2.4 单体浓度和反应时间对接枝率的影响
对接枝条件已经有大量的文献进行了探索[23,24,25],图4为单体浓度与反应时间对MAA接枝率的影响,从图可以看出随着MAA浓度的增大接枝率会不断增大,这主要因为第二步辐照单体和光敏剂分离,均聚现象降低,表面活性种充足,且本反应是在纤维表面浸泡后形成的液膜中进行,不会造成单体过量引起的均聚现象,而影响紫外线向纤维表面的辐射。此外,随着反应时间的增加接枝率并不会一直增加,在初的2min内接枝率增加较小,这主要是因紫外灯开启后需要一定的稳定时间,此后接枝率增加,在1min左右接枝率到达顶点,分析认为11min后纤维表面的液膜基本反应,溶剂挥发完毕,而表面形成的接枝层也阻碍了气相中的单体进一步向纤维表面扩散。
从图1还可以看出,在700～550 cm-1出现了一个弱吸收的宽峰,由于羽绒纤维为天然蛋白质纤维,其结构复杂,基团繁多,查阅文献[11]可知,TiF62-峰出现在600～540 cm-1处,由于接枝的量很小,导致峰较小。说明金属离子接枝到羽绒纤维上。2.3 羽绒纤维改性前后热失重分析
羽绒纤维改性前后热失重曲线,见图2、图3所示。
由图2、图3可见,接枝氟钛酸钾后的羽绒纤维第二阶段热裂解起始温度由原绒的258.1 ℃变为238.8 ℃,快热失重温度从334.3 ℃降低至320.1 ℃左右,快热失重速率从5.45%/min降至5.17%/min,纤维的热失重温度范围变窄,而且明显提前,说明纤维的整体热稳定性降低,这是由于此阶段的分解主要是纤维上的氟钛酸钾的裂解,并伴随纤维本体自身的裂解,并且氟钛酸钾对羽绒纤维的热分解起到了催化作用。另外,在此阶段的裂解过程中,纤维在187.2～250.0 ℃时的热失重质量达到11.99%,从图2中可以看出,纤维的热失重范围主要集中在100～400 ℃,这都说明改性后纤维的热稳定性得到了减低,所以此阶段产生的不可燃性物质,有利于阻燃,提高纤维的阻燃性能。