材料的性能与结构、尺寸密切相关。CuO作为一种极性无机抗菌材料,其在纺织领域的应用,很大程度上受到CuO粒径和分散性的制约。如何制备小尺寸、均匀性好的纳米粉体,并进一步在天然纤维和合成化纤领域中应用,一直是纳米功能纺织品领域研究的热点。本论文在已有的研究基础上,利用反应温和的水解法成功地制备出分散性好、尺寸小的CuO纳米粒子,进一步通过后整理和共混纺丝,将其与棉纤维和锦纶纤维复合,成功开发出具有优异抗菌性能的棉纤维和锦纶纤维。主要工作内容及结论如下:(1)小尺寸、超分散纳米CuO的制备。以乙酸铜为铜源、聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂、无水乙醇为溶剂,通过水解法成功地制备出纳米粒子。对该样品进行XRD、TEM、粒径、Zeta电位等表征,结果表明了制备的CuO尺寸2~6 nm,分散性良好,粒径分布窄。再通过改变反应溶剂和表面活性剂,制备出不同粒径的CuO纳米粒子。(2)小尺寸、超分散纳米CuO抗菌性及光催化性能评估。结果表明CuO对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有很好的抑制作用;针对上面不同粒径的CuO粒子,测试它们的最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC),结果表明CuO粒子越小,相应的MIC和MBC越小,抗菌性越好;在此基础上我们对CuO的抗菌机理也进行了简单的探讨,证明CuO的抗菌性不是由于在溶液中析出的铜离子的影响,而是自身产生的ROS。最后,对超细CuO进行光催化实验,在可见光下经过4 h降解甲基蓝,降解率才为70%,这一结果说明其光催化效果并不显著。(3)纳米CuO复合棉纺品抗菌高性能整理及其性能评估。即将制备的CuO悬浮液直接用去离子水稀释至100 ppm、50 ppm和25 ppm,通过轧(轧液率100%)——烘(70℃)——焙(135℃)的后整理方式处理到棉织物上。通过FT-IR和SEM-EDS表征手段,证明了CuO均匀地分布在织物上的,而处理后的织物也具有很均匀的颜色。对处理织物进行抗菌测试结果表明,当CuO的浓度为50 ppm时,处理的织物就具有很好的抗菌性能,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率达到98.7%。对该种抗菌织物进行抗菌耐久性的测试发现,具有一定的抗菌耐久性(洗涤20次),这可能是由于CuO的粒径小,比表面积大,对纤维的吸附力强和渗透剂高分子的粘结共同作用的结果。(4)纳米CuO复合功能锦纶纤维加工及其性能检测。以5%和2%质量浓度的CuO与锦纶母粒共混得到CuO-锦纶母粒,再将该母粒以10%的质量比与锦纶母粒混合纺丝,将得到的纤维通过FT-IR、SEM、EDS和拉伸强度等进行测试,结果表明得到的CuO-锦纶复合纤维与普通的锦纶纤维在微观结构和力学性能上没有多大差别。对该种纤维进行抗菌性测试结果表明,5%质量浓度的锦纶纤维具有优良抗菌性能(抑菌率达到99.9%)和抗菌耐久性(50次洗涤)。本研究为小尺寸、均匀一致纳米颗粒材料的制备提供了有效的方法,为纳米CuO在棉、锦纶纤维上的抗菌功能的加工提供了一条可行的途径,并进一步揭示纳米功能纺织品的抗菌机理。