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壳聚糖载银-1227织物天然抗菌剂的整理效应探讨


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Tianjin Well-Real Chemical Technology Co., Ltd

环保绿色织物抗菌整理剂

壳聚糖载银壳聚糖载银-1227 织物天然抗菌剂的整理效应探讨
随着社会的发展,人们对抗菌功能性材料日益青睐,对其要求也越来越高,抗菌剂不仅 要求高效、安全,而且还要对环境友好,高效、耐久及安全的抗菌剂开发倍受重视。传统抗 菌剂如单一种类的无机、 有机或天然生物抗菌剂一般都存在一些缺陷: 无机抗菌剂的典型代 表银盐对细菌的抗菌性能较好, 但对真菌的抗菌性能较差, 并且有些变色, 影响材料的美观, 无法实施到服装类整理上; 有机抗菌剂如有机硅季铵盐的短期杀菌效果好, 但大都耐热稳定 性较差,寿命短,而且对人体有一定的刺激性,对环境也有轻微污染;天然生物抗菌剂壳聚 糖是天然储量丰富的甲壳质的脱乙酰产物, 有很强的生物相容性和可降解性, 壳聚糖分子链 通常含 1%~2%的乙酰胺基,分子中的氨基能和细菌细胞壁表面的阴离子结合,阻碍其生物 合成而起到抗菌作用,但效果不如银和有机抗菌剂。 因此根据以上单一抗菌剂的优缺点,特研制出一款壳聚糖载银-1227 的抗菌剂,对其抗 菌性能的研究结果表明:与单一的壳聚糖相比,其抗菌性能有一定的提高,对织物的白度几 乎不再影响,提高了壳聚糖在织物抗菌整理上的使用性。 1. 实验 1.1 材料与仪器 材料:壳聚糖(青岛金湖甲壳制品有限公司,脱乙酰度 90%,食品级) ,乳酸(分析纯) , 纳米银抗菌剂(液体) ,柠檬酸(固体,分析纯) ,1227,无纺布。 试剂:大肠杆菌,金黄色葡萄球菌,白色念珠菌,液体培养基。 仪器:电动搅拌仪,超声波清洗器,很稳干燥箱,微生物净化操作台。 1.2 制备工艺 1.2.1 壳聚糖溶液 准确称取粉末壳聚糖,将其置于烧杯中,加少许去离子水浸泡 1h 左右,使其充分浸润, 加入 0.5%乳酸,剧烈搅拌使其完全溶解,静置 30min 过滤得到壳聚糖溶液。 1.2.2 壳聚糖-银整理剂 取已配制好的 0.1%壳聚糖溶液与纳米银溶液反应来制备壳聚糖-银抗菌剂,超声振荡, 使溶液澄清透明, 将纳米银溶液在不断振荡中逐渐加入到壳聚糖中, 最后添加至配方量的去 离子水反应 1-1.5 小时,最终得到壳聚糖-银抗菌剂整理剂。 1.2.3 壳聚糖-银-1227 整理剂 在壳聚糖-银反应体系中加入 0.5%的 1227 溶液,制备复合的壳聚糖载银-1227 整理剂体 系。 1.3 抗菌整理 浸【浴比 1:30,15min】 1.4 性能测试 轧【轧余率 80~90%】 烘干【100℃】

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1.4.1 抗菌性能 参照 FZ/T01021-1992 和 GB15979-2002 标准,对两种方法通过有机结合形成新的检测 方法。 1.4.2 白度 将经过整理后的织物放置在 54℃和 37℃恒温干燥箱中各 14 天和 90 天后测定织物的变 色情况。 2. 结果与讨论 2.1 抗菌性能 抑菌率(%) 抗菌剂 壳聚糖载银 壳聚糖载银-1227 金黄色葡萄球菌 82.6 100 大肠杆菌 86.3 99.99 白色念珠菌 71.8 99.78

上图表明,由壳聚糖-银整理剂制备的水刺无纺布具有较强的抗菌能力。对细菌的抗菌 能力强于对真菌的抗菌能力, 加入 1227 后抗菌性能明显增强, 原因是 1227 本身也具有一定 的抗菌性。壳聚糖属高分子化合物,具有成膜的特性,因此,经其整理后织物经充分洗涤后 仍具有较强的抗菌性。 从上图结果可以看出,加入 1227 后,抗菌性比单纯壳聚糖-银抗菌效果更加明显,所得 织物有很强的抑菌效果。 壳聚糖跟 Ag+的络合反应在许多试验中已经证明, 壳聚糖上的氨基和羟基等活性基团使 + 其能够与 Ag 进行配位反应,复合抗菌剂的抗菌机理比较比较复杂,壳聚糖载银抗菌剂的抗 菌机理是结合壳聚糖和 Ag+的共同抗菌机理,壳聚糖分子中的-MH3+与细菌细胞壁所含的硅 酸、 磷酸酯等解离出的阴离子结合, 使细菌的自由活动受阻, 从而阻碍细菌的繁殖。 焙烘后, 由于壳聚糖分子成膜,其溶出性抗菌比较小,Ag+直接与细菌接触,未饱和的配位能力与菌 体表面的 N 或 O 作用,破坏菌体表面活性结构,导致菌体因生理变化或活动受阻而死亡。 壳聚糖起支架作用,与 Ag+进行了配位结合,可对 Ag+起缓释作用,而 1227 作为一种季铵 盐型阳离子表面活性剂,由于氨基基团的存在,本身也具有消毒、杀菌的功效。同时,1227 具有氨基等活性基团,参与到壳聚糖与 Ag+的配位反应中,对 Ag+进一步起缓释作用,添加 1227 后,织物的抗菌能力有明显的增强。 2.2 白度 根据稳定性试验明显观察到不加 1227 时,随着 Ag+用量的增加,整理后织物的白度明 显下降,加入 1227 后,织物白度明显提高,而且随着 Ag+用量较高时,仍然有较好的白度, 基本上能满足一些行业对织物的白度要求。Ag+用量在 0.2%时有较好的抗菌性,由于 1227 的存在和壳聚糖和 Ag+的配位带来了特殊性,使得整理后织物的白度下降得到一定的抑制。 3. 结论 3.1 利用 1227 对壳聚糖载银抗菌剂进行改性制备了复合抗菌剂,其抗菌性能优于未改性的 抗菌剂,对细菌和真菌的抗菌效果得到明显的提高。

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3.2 复合抗菌剂可以较好的保持织物原有的白度,比壳聚糖-银抗菌剂更适合对织物的抗菌 整理。


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