紡織品尤其是貼身穿著的紡織品，在皮膚、織物和汗水間形成了一個霉菌和細菌繁殖的有利條件如濕度、溫度和營養物(排汗、尿)，因此成為微生物傳播的重要媒介物質，如果紡織品粘上各種致病菌，就會導致各種疾病的發生，如黃色葡萄糖球菌在棉上的生長速度每隔25min幾乎成倍增加，而且細菌的分解產物能產生不愉快的氣味，甚至造成紡織品的色變，嚴重影響人類的健康和紡織品自身的服用環境。
由于紡織品與人類生活息息相關，抗菌紡織品的應用能從根本上杜絕人與物、物與物之間的細菌交叉感染，所以在全世界受到了普遍歡迎。而且隨著人們的衛生保健意識進一步增強，具有抗菌、防臭保健功能紡織品將成為21世紀人們所需求的高級紡織品之一。
目前在評價抗菌紡織品性能上普遍存在一個誤區，就是認為抗菌或抑菌率越高效果就越好，或者認為抗菌織物應該殺死有害的細菌而不傷害益菌。這兩種觀點都是錯誤的，事實上細菌沒有益菌和害菌之分，適度的細菌對人類是有益的，不論是人類自身的生存，還是地表生物圈的周期變化與持續發展都離不開細菌的作用。因此紡織品抗菌應該以適度抗菌為主，另外要注重抗菌作用的持久性和再生性。
能起殺菌或抑菌的化學材料有幾百種，但用于紡織品上的抗菌或抑菌材料主要有天然抗菌劑和合成抗菌劑兩大類，合成抗菌劑又分為有機抗菌劑和無機抗菌劑。鑒于單一抗菌劑各自存在的優缺點，為了提高抗菌材料的廣譜抗菌性，國內外的研究者都著手研究二種以上的藥劑，利用離子交換和多層包覆等技術研制出多種復合抗菌劑，其中無機- 有機復合型抗菌劑的開發成為各種抗菌材料的研究熱點，能最大限度的彌補當前兩種抗菌劑的不足，發揮各自的長處。復合型抗菌劑是目前抗菌劑研究的熱點，它代表了抗菌劑的發展方向，有巨大的開發應用潛力和良好的發展前途。本研究利用天然抗菌劑、有機抗菌劑以及納米無機抗菌劑進行有效復合，開發出具有適度持久抗菌作用的納米級再生型復合抗菌劑QP-NK。
1 實驗部分
1&mi
實驗用織物：羊毛針織物，絲光棉，雀屏化工有限公司提供。
實驗用試劑：納米氧化鐵，乙內酰脲衍生物(均為實驗室自制)，殼聚糖(浙江金殼生物化學有限公司提供)，硝酸鋅，氫氧化鈉(分析純)，其它分散劑、低溫粘合劑、交聯劑等為市售商品。
1·2 實驗方法
(1)納米氧化鈦的摻雜改性
納米氧化鈦的光催化活性一般需要在λ≤387.5nm 的光照下才能被激發，產生電子-空穴對，成氧化-還原體系而具有抗菌作用。為了實現自然光下的光催化抗菌，需要降低氧化鈦的禁帶寬度，提高其對可見光的敏感性，其中摻雜改性是目前研究較多的措施之一，主要是通過引入一些電子的有效受體，利用其對電子的爭奪減少TiO2表面電子-空穴對的復合機會，拓寬光響應范圍，提高光子的利用率，從而使TiO2表面產生更多的·OH和O22-。本實驗采用硝酸鋅對納米氧化鈦實施改性。實驗工藝流程圖如下:
實驗條件：選擇平均粒徑為10-2Onm的銳態型納米氧化鈦(按專利200310106562.6所述方法制備)，在分散劑、超聲波、NaOH溶液的作用下配制濃度為2%的納米氧化鈦分散液，調節分散液pH值在9-10，放入溫度為70℃的反應槽中，在機械攪拌作用下慢慢滴加濃度為1.0-2.0mol的硝酸鋅溶液，控制Ti4+與Zn2+的摩爾比為5:1，反應2小時，然后在室溫下陳化5-7小時，過濾，乙醇水洗，80℃下真空干燥，碾磨即得改性納米氧化鐵粉體。改性過程中可能的反應方程式如下:
(2)乙內酰脲再生型抗菌劑的合成
0.O5mol DMH(二甲基乙內酰脲)的水溶液25mL，加入0.O5mol KOH，與含0.O5mol烯丙基溴的甲醇溶液1Oml，在60℃攪拌2h。冷卻，室溫下抽真空干燥，固態從石油醚中結晶。得有機抗菌劑(ADMH)。
丙烯基二甲基乙內酰脲(ADMH)在一定條件下能形成ADMH的
ADMH在引發劑的作用下，在纖維上能通過接枝共聚反應，形成接枝共聚物，經氯化再生后具有較好的抗菌效果和廣譜抗菌性。
(3)有機-無機納米復合再生抗菌劑的研制
將改性納米氧化鈦在一定條件下分散在ADMH和殼聚糖的復合乳液中，通過工藝條件的控制得到相容性好、分散穩定的復合抗菌納米乳液。基本配方(%):有機抗菌劑15-20，納米粒子(改性TiO2)1-10，柔軟劑0.5-2，分散劑0.1-2，消泡劑0.1-2。
(4)織物抗菌整理工藝流程
織物前處理→ 浸軋/浸漬有機-無機納米復合再生抗菌劑(2O g/L) → 烘干(100℃，3min)→ 焙烘(160-170℃ ，l-2min) → 功能性整理成品。
1·3 性能測試
(1)采用美國BROOKHAVEN公司生產的9OPLUS型激光粒度分析儀表征整理液中粒子粒度大小及分布，采用JEM-2OOCX透射電鏡分析粒子的形貌。
(2)靜置分層法觀察整理液的分散穩定性：將整理液放在100ml的試管中，每隔一段時間觀察分層的高度。
(3)采用測色配色儀測整理前后織物的色變。
(4)抗菌效果由蘇州市疾病預防控制中心檢測，檢測依據《消毒技術規范》。
2 結果和結論
2·1 有機/無機納米抗菌劑的分散穩定性
|
|
|
| (A)放大10萬倍 | (B) 激光粒度分布 |
| 圖1有機/無機復合抗菌劑QP-NK透射電子顯微鏡照片和激光粒度分布 | |
在已有納米二氧化鈦制備技術專利的基礎上，通過特殊技術的改性以及納米材料分散和團聚機理的探討，已經初步
圖1所示為有機/無機復合抗菌劑QP-NK透射電子顯微鏡照片和激光粒度分析檢測結果。
從圖I(A) 可以看出，復合抗菌劑QP-NK中的納米粒子呈規則的球形，粒子分散均勻，無明顯團聚現象，粒子周圍的淺色為有機抗菌劑，無機納米粒子均勻的分布在有機抗菌劑中，從放大倍數可以看出粒子的粒徑在10-3Onm之間，這說明有機-無機抗菌劑具有較好的相容性。圖l(B)的粒度分布圖也進一步證實了有機無機抗菌劑良好的相容性。從圖l(B)可以看出，抗菌劑中粒子的最小粒徑為19.4nm，最大粒徑為49.5nm，平均粒徑為32.3nm，說明復合抗菌劑中納米粒子具有良好的分散性。
2·2 有機/無機納米抗菌劑的應用
丙烯基二甲基乙內酰脲(ADMH)能在引發劑的作用下，通過接枝共聚反應，能固著在纖維上，經氯化再生后，具有較明顯的抗菌效果和抗菌持久性。
多組分有機/無機納米抗菌劑QP-NK經浸漬和烘干的方法處理羊毛織物，在掃描電鏡下觀察多組分有機/無機納米抗菌劑在羊毛表面的分布和抗菌有效成分的持久性。結果見圖2。
|
|
|
| (a)整理后未水洗 | (b)整理后水洗5次 |
|
|
|
| (c)整理后水洗20次 | (d)整理后水洗50次 |
| 圖2 有機/無機納米抗菌劑QP-NK整理羊毛織物后織物表面掃描電鏡圖(放大倍數10,000) | |
由圖2(a)可以看出，羊毛抗菌整理后其表面形態發生了明顯變化，均勻分布著許多細小的粒子，尺寸在納米級，大約為4Onm左右，這是納米抗菌性得以發揮的前提和保證。大量研究表明，金屬氧化物只有在納米尺寸范圍內才能發揮光催化作用。
從圖2(b-d)可以看出，洗滌后納米粒子數目有不同程度的減少，但即使經過50次水洗仍然可見大量的納米粒子，這說明有機抗菌劑的超分子固著作用發揮了效果，保證了抗菌作用的持久性。這從下表1的抗菌劑對毛織物抗菌整理后抗菌檢測結果也可以得到證實。
表1 抗菌羊毛織物對金葡菌的抑菌試驗效果
| 抗菌劑 | 對照組("0"接觸時間) | 試驗組 | 抑菌率 |
| 平均菌落數(cfu/ml) | 平均菌落數(cfu/ml) | ||
| 有機/無機復合抗菌羊毛 | l6×10 | 21×103 | 8687 |
| 抗菌羊毛洗滌50次 | l6×10 | 36×10， | 7750 |
抗菌檢測結果表明，有機/無機復合抗菌羊毛的抑菌率為86.87%，經50次家庭洗滌，抑菌率為77.50%，抑菌保持率達90
2·4 有機/無機納米抗菌處理對羊毛織物表觀色深度的影響
比較了各種不同組分抗菌整理劑整理羊毛織物(成衣)和棉織物后對織物表觀顏色深度的影響，結果見圖3、4。實驗結果表明，整理對色織物表觀顏色深度無明顯影響。
|
|
| 試樣l-末整理，試樣2-有機抗菌整理，試樣3-無機抗菌整理后， 試樣4-有機/無機抗菌整理，試樣5-有機/無機抗菌整理(水洗20次) |
| 圖3 毛織物 |
|
|
| 試樣1-未整理，試樣2-有機抗菌整理，試樣3-無機抗菌整理后，試樣4-有機/無機抗菌整理，試樣5-有機/無機抗菌整理(水洗20次) |
| 圖4 棉織物 |
3 結論
經過實驗論證與研究，成功研制了有機/ 無機納米復合再生抗菌劑QP-NK，該產品主要是將納米材料與納米技術應用于有機抗菌材料中，通過有機抗菌劑與改性納米氧化鈦的優化設計和工藝研究，解決了有機抗菌劑與納米組分的相容性、分散性和穩定性的問題，而且利用有機抗菌劑與羊毛織物的接枝共聚反應，將納米組分牢固的固著在織物表面，實現了納米材料與有機抗菌劑的協同效應和性能上的互補，從而制備出具有適度抗菌性、對織物表觀顏色深度無明顯影響、抗菌功能持久的復合抗菌劑QP-NK。產品特點如下: (1)適度的抗菌性和抑菌保持率。QP-NK處理的羊毛抑菌率為86.87%，經50次家庭洗滌，抑菌率為77.50%，抑菌保持率達90%左右;(2) 較好的分散穩定性，放置一月無明顯分層或沉降現象;(3
相關信息 
推薦企業 推薦企業
推薦企業
您所在的位置：
