氧化锌奈米粒子於纺织品之功能性织品-崑山科技大学ePortfolio.DOC

氧化鋅奈米粒子於紡織品之功能性織品 前言 氧化鋅奈米粒子是一種多功能性的無機材料，近年來許多研究發現它在電學、磁學、光學、及力學中可展現出許多特殊性質；例如在光學性能之應用有紫外線遮蔽劑及螢光材料等；在電光性能之應用有電壓敏、氣敏材料、抗靜電添加劑及光電材料等；在化學性能之應用有催化劑及橡膠硬化促進劑等；在生物學性能之應用有脫味除臭、抗菌製品及生物鋅製品等。可有效應用於陶瓷、化工、電子、光學、生物、醫藥及紡織等許多重要的領域。氧化鋅奈米粒子的製備方法有很多種，可區分為化學法、物理法及化學物理法。其中化學法包含了：化學沈澱法、微乳化法、溶膠-凝膠法、水熱合成法及化學還原法；物理法包含了：蒸發冷凝法、激光誘導氣相沈積法及機械球磨法；化學物理法包含了：噴霧熱解法、氧化熱爆分解法、超聲輻射沈澱法及機械化解反應法[1]。目前，溶膠-凝膠法來製備具有良好分散性及透明性，同時可大量生產及加工程序簡單之氧化鋅奈米粒子，可作為紡織品之紫外線遮蔽材料、抗菌劑、防偽標籤及聚酯之流動助劑，更重要的是研發之氧化鋅奈米粒子不具皮膚刺激性及毒性。除此之外，氧化鋅奈米粒子還可應用於橡塑膠製品，改善製品加工過程之流動性、黃變性及抗菌性等。[1.2.3] 何謂氧化鋅奈米 氧化鋅奈米粒子是一種多功能性的無機材料，近年來許多研究發現它在電學、磁學、光學、及力學中可展現出許多特殊性質；例如在光學性能之應用有紫外線遮蔽劑及螢光材料等；在電光性能之應用有電壓敏、氣敏材料、抗靜電添加劑及光電材料等；在化學性能之應用有催化劑及橡膠硬化促進劑等；在生物學性能之應用有脫味除臭、抗菌製品及生物鋅製品等。可有效應用於陶瓷、化工、電子、光學、生物、醫藥及紡織等許多重要的領域氧化鋅奈米粒子的製備方法有很多種，可區分為化學法、物理法及化學物理法。其中化學法包含了：化學沈澱法、微乳化法、溶膠-凝膠法、水熱合成法及化學還原法；物理法包含了：蒸發冷凝法、鐳射誘導氣相沈積法及機械球磨法；化學物理法包含了：噴霧熱解法、氧化熱爆分解法、超聲輻射沈澱法及機械化解反應目前，本所以溶膠-凝膠法來製備具有良好分散性及透明性，同時可大量生產及加工程式簡單之氧化鋅奈米粒子，可作為紡織品之紫外線遮蔽材料、抗菌劑、防偽標籤及聚酯之流動助劑，更重要的是本所所研發之氧化鋅奈米粒子不具皮膚刺激性及毒性。除此之外，氧化鋅奈米粒子還可應用於橡塑膠製品，改善製品加工過程之流動性、黃變性及抗菌性等氧化鋅奈米粒子之分以穿透式電子顯微鏡之影像觀察，發現氧化鋅粒子之粒徑10nm，但靜置於室溫下超過一個月時，其粒徑會變大，約100nm ，假如在合成過程中加入介面劑時，氧化鋅粒子之粒徑在一個月內可以維持20-30nm，由動態光散射雷射粒徑分析儀分析發現，剛合成之氧化鋅粒子平均粒徑約14nm，分佈集中於10-20nm，靜置超過14 天時，平均粒徑約52nm，粒徑變得比較大，且粒徑分佈集中於30-50nm，材料具有抗紫外線之能力，因為它可有效吸收380nm 以下的波長，以350nm 之波長去激發粒徑大小不同的氧化鋅膠體粒子稀釋液，螢光光譜儀顯示氧化鋅在可見光區會放出波長約400-650nm 光波，而會出現如此寬的吸收範圍可能是因為部份顆粒產生聚集，同時粒子尺寸的大小也會影響可見光區放射的特性，尺寸愈大，可見光區的放射強度會減少。[4] 氧化鋅奈米粒子功能性織品概述 本功能性織品是以氧化鋅奈米粒子加入織品中來達到的抗菌防黴性、紫外線遮蔽性及防偽性，且氧化鋅奈米粒子稀釋溶液不具毒性及紡織品對皮膚不具刺激性，是一種付予紡織品多機能性又可大量生產的新功能性製品和新製程，含浸過氧化鋅膠體的紡織品，金黃色葡萄球菌及肺炎桿菌的抑菌值＞5.6，殺菌值＞2.8，耐水洗超過50 次；鬚髮癬菌(香港腳) 可達第0 級；UPF＞36。利用此膠體溶液含浸紡織品後，具有很好的抗菌防黴性、紫外線遮蔽性及防偽性，且稀釋溶液不具毒性及紡織品對皮膚不具刺激性，且開發之氧化鋅奈米粒子可作為光致發光材料之應用，將粒子加工於紡織品上，在可見光下是透明的，但在紫外光下會變成綠色，可作為防偽標籤之應用，為多用途之功能性織品。[1.2.3] 氧化鋅奈米粒子實驗 以下是氧化鋅加工絲做的白棉布，可以發現以ZnO來製作的白棉布，對金黃色葡萄球菌.肺炎桿菌能有效抑菌，效果幾乎可以將抑菌率大於2. 2，殺菌率達到大於0，可見以氧化鋅來應用製作白棉布是有效用的。 以氧化鋅加工絲做的襪子明顯抗菌率大於普通的傳統襪 以下是氧化鋅加工絲做的襪子，可以發現以ZnO來製作的襪子，對金黃色葡萄球菌能有效抑菌，效果幾乎可以達到100%，可見以氧化鋅來製作胚布是有效用的。 以氧化鋅加工絲做的襪子明顯抑菌率大於普通的傳統襪 以下是氧化鋅加工絲做的襪子，可以發現以ZnO來製作的襪子，對鬚髮癬菌能有效抑菌，效果幾乎也可以達到