低温反应型抗菌/阻燃多功能整理剂的合成及其改性棉织物性能研究

Bacterial growth and flammability are the common existing problems of textiles, especially cotton fabrics. In our research, s-triazine-based multifunctinal finishing agents combining N-halamine with phosphorus flame-retardant are synthesized using cyanuric chloride as linking agent, and then applied on cotton fabrics with dyeing process of reactive dyes to prepare antibacterial and flame-retarded textiles. Considering the actual production, the synthsis method and mechanism are studied, and the finishing process is investigated. The antibacteral and flame-retarded properties of fabrics are measured and their relationship with the stucture of fibishing agent are also analyzed. Our study is aimed at high usage of finishing agent and high performance of textiles. The preparation of multifunctional high-performance cotton fabrics will provide theoretical support for the development of eco-friendly dyeing and fhinishing technology.

易滋生细菌和易燃是目前纺织品尤其是棉织物面临的两大问题。本文以三聚氯氰为反应活性基团，将卤胺抗菌剂和磷系阻燃剂相结合，制备三嗪类低温反应型抗菌/阻燃多功能整理剂，拟采用三嗪类活性染料的染色工艺对棉织物进行改性，实现纺织品的低温抗菌/阻燃多功能整理。从实际生产和应用的可行性出发，研究三嗪类整理剂的合成方法和反应机理，探讨棉织物的整理工艺，确定主要工艺参数； 对棉织物的抗菌/阻燃性能进行测试，并分析织物性能与整理剂结构之间的关系，以实现整理剂的高利用率和织物的高性能化。通过本项目的研究，期望实现多功能和高性能抗菌/阻燃棉织物的制备，为纺织品的生态染整技术的发展提供理论支持。

由于良好的舒适性、透气性、生物可降解性、保暖性和手感等优点，棉织物被广泛应用于服装和家用纺织品。然而，易滋生有害细菌和易燃是棉织物的两大缺点，容易引起交叉感染和火灾，造成大量人员伤亡和经济损失，故其抗菌/阻燃多功能改性对预防有害微生物的传播和火灾具有十分重要的意义，不仅有利于保护人们生命财产安全，还有助于促进功能纺织品的发展。.三聚氯氰是化学领域重要的中间体，其三个氯原子具有较高的反应活性，能通过调控温度与不同化合物依次发生反应，可作为棉织物用多功能整理剂的反应基团，实现抗菌/阻燃棉织物的制备。基于前期的研究工作，本项目研究了不同金属离子（Cu2+、Ca2+、Al3+、Zn2+、Mg2+、Fe3+）和磷酸酯基团（环状磷酸酯、α-氨基磷酸酯、磷酸二甲酯）对棉织物阻燃性能的影响，优选出成炭能力和阻燃性能较好的阻燃结构，并将其和卤胺载体引入到三聚氯氰上，制备抗菌/阻燃多功能整理剂，然后通过传统轧烘焙工艺对棉织物进行改性，研究分析整理剂结构、制备条件与抗菌性能、阻燃性能、物理机械性能和其他综合性能的关系。.相比于其他金属离子，Al3+具有较好的催化成炭能力，能在一定程度上提升棉织物在高温下的热稳定性能，对织物强力、透气性和白度影响较小，但是改性后棉织物的阻燃性能较差；环状磷酸酯、磷酸二甲酯和α-氨基磷酸酯均具备气相和凝聚相阻燃作用机制，但磷酸二甲酯的综合性能更好，其制得的三嗪类抗菌/阻燃整理剂可使棉织物顺利通过垂直燃烧测试，阻燃性能优良，热释放明显降低；此外，改性棉织物均具有优异抗菌性能，能在1-5min内杀灭106-107CFU/mL的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌，具有接触和释放两种杀菌机理，且细胞相容性良好，对织物的其他性能影响较小。.总之，本项目成功制备了抗菌和阻燃性能优良的多功能棉织物，为抗菌/阻燃多功能整理剂的设计制备以及多功能纺织品的开发奠定了基础。后期将继续开展抗菌/阻燃纺织品的研究，拓展其产业化应用。