具有抗菌功能的姜黃粘膠纖維前期制備的研究

田翠芳，遲德玲，于湖生(， )

1 前言

隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)功能性紡織品的需求也不斷增加，開發(fā)具有植物性抗菌功能粘膠纖維十分必要。將天然植物提取物姜黃粉末或姜黃提取物溶液添加到粘膠紡絲液中，制得共混紡絲液，并將它制成共混膜，觀察添加劑分散均勻性并測(cè)試共混膜的相關(guān)性能，對(duì)共混紡絲液的可紡絲性能做出評(píng)價(jià)，為規(guī)模化生產(chǎn)抗菌功能的姜黃粘膠纖維提供依據(jù)[1]。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備

實(shí)驗(yàn)材料：姜黃粉末(由青島紫光天然色素有限公司提供)，粘膠紡絲液(由山東海龍股份有限公司提供)，硫酸，硫酸鋅，硫酸鈉。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：烘箱，溫度計(jì)，玻璃棒，量筒，熱水浴鍋，大小燒杯，濾紙，漏斗，藥匙，托盤天平，秒表，載玻片，生物顯微鏡等。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法[2-3]

(1) 取H2SO4110 g，ZnSO415 g，Na2SO4230 g加水配制成1升的凝固浴。

(2)稱取10gNaOH，放入1000 mL的大燒杯中加水至1 000 mL，配制成1 L脫硫堿液。

(3)取50 mL水，稱取2 g姜黃粉末，倒入燒杯中充分?jǐn)嚢?，制?份姜黃溶液。

(4)將制備的姜黃溶液放入熱水浴中，調(diào)節(jié)溫度分別至20℃、30℃、40℃、50℃、60℃，并對(duì)相應(yīng)溫度下的溶液進(jìn)行過濾，將過濾出的固體連同濾紙放入烘箱進(jìn)行充分干燥并稱量，并稱量原濾紙干重，多次測(cè)量求姜黃溶解量的平均值,以測(cè)得姜黃顆粒在水中的溶解度與溫度的關(guān)系。

(5)將(4)中過濾得到的植物提取物飽和溶液用保鮮膜封好備用，在小燒杯中倒入50 mL粘膠紡絲液，表1為不同的實(shí)驗(yàn)方案，按表1給出的實(shí)驗(yàn)方案，將上述飽和溶液分別加到粘膠紡絲液中，制備共混紡絲液。

(6)取一個(gè)小燒杯和載玻片，并固定小燒杯，將載玻片剛好斜放在小燒杯內(nèi)，用玻璃棒沾取共混紡絲液，滴在載玻片上同時(shí)開始計(jì)時(shí)，測(cè)出共混紡絲液從載玻片最高端流到最低端的時(shí)間，多次測(cè)量以評(píng)價(jià)各方案共混紡絲液成絲性能的好壞。

(7)將所配的共混紡絲液，用玻璃棒涂抹在載物片上制成厚度均勻的膜，然后將載物片先放入凝固浴(60℃)，然后用清水沖洗后再放入氫氧化鈉溶液中，再經(jīng)過兩次清水沖洗，制得共混膜，將制得的共混膜取出放在塑料薄膜上，蓋上過濾紙，陰干存放。

(8)取一載玻片，滴一滴甘油，將陰干的共混膜放在載玻片上進(jìn)行顯微鏡觀察，根據(jù)姜黃的分散均勻度從優(yōu)到劣分級(jí)。

(9)將選擇的共混膜剪成長(zhǎng)30 mm，寬3 mm的長(zhǎng)條狀，稱取所剪共混膜的重量，并將所剪共混膜利用纖維強(qiáng)力儀進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，測(cè)得共混膜的斷裂強(qiáng)度。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.3.1姜黃在不同溫度下的溶解量(溶解量為2 g減去過濾出固體的凈重所得的數(shù)值；表中數(shù)值為3次測(cè)量值的平均值)：表2為姜黃在水中溶解度隨溫度變化的數(shù)值，通過表2測(cè)得的溶解量得到姜黃在30℃時(shí)的溶解量最大。

表1 不同的實(shí)驗(yàn)方案

表2 姜黃在水中溶解度隨溫度的變化(濾紙為1.45g)

2.3.2按表1配制的共混紡絲液放置24 h，觀察它們的顏色、成絲性、分散均勻性、沉淀等性質(zhì)，方案1共混紡絲液顏色橙色、成絲性良好、分散均勻性良好、無沉淀，方案2共混紡絲液顏色深橙色、成絲性較好、分散均勻性良好、無沉淀，方案3共混紡絲液顏色深橙色、成絲性較好、分散均勻性、無沉淀，方案4共混紡絲液顏色深橙色、成絲性良好、均勻分散性好、無沉淀，方案7共混紡絲液顏色深橙色、成絲性良好、分散均勻性好、無沉淀，其他方案成絲性較差或分散均勻性不好或有沉淀，得出方案1,2,3,4,7較佳。

2.3.3根據(jù)2.3.2中成絲性的好壞對(duì)某些實(shí)驗(yàn)方案做了舍棄，然后對(duì)符合試驗(yàn)要求的共混膜利用光學(xué)顯微鏡觀察其姜黃的分散性，圖1、2、3為光學(xué)顯微鏡下共混膜中姜黃分散性的照片，由圖1、2可以看出共混膜上無雜質(zhì)，說明姜黃飽和溶液在紡絲液中分散性均勻，由圖3可以看出共混膜上有雜質(zhì)，說明姜黃飽和溶液在紡絲液中分散性較差，得到方案3,4較佳。

圖1 方案3

圖2 方案4

圖3 方案7

2.3.4測(cè)試共混膜的斷裂強(qiáng)度:圖4為純粘膠膜和加入不同溫度下同等定比例的姜黃飽和溶液所制成的共混膜所對(duì)應(yīng)斷裂強(qiáng)度的對(duì)比，由圖4得到加入不同溫度下同等比例的姜黃飽和溶液的共混膜斷裂強(qiáng)度都提高，但30℃ 時(shí)的斷裂強(qiáng)力最大；圖5為純粘膠膜和30℃時(shí)添加不同比例的姜黃飽和溶液所制成的共混膜所對(duì)應(yīng)斷裂度的對(duì)比，由圖5得到加入30℃時(shí)不同比例的姜黃飽和溶液所制成的共混膜都提高，但在5 mL時(shí)斷裂強(qiáng)度最大。這是由于姜黃提取物在共混紡絲液中比重的增加對(duì)共混膜的強(qiáng)力的影響增強(qiáng),改變了共混膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu),使之強(qiáng)度有所提高。測(cè)試得到方案4(加入5 mL 30℃的姜黃飽和溶液)的共混膜的斷裂強(qiáng)度最佳。

圖4 純粘膠膜和加入不同溫度下同等定比例的姜黃飽和溶液所制成的共混膜的斷裂強(qiáng)度

圖5 純粘膠膜和30℃時(shí)添加不同比例的姜黃飽和溶液所制成的共混膜的斷裂強(qiáng)度

4 結(jié)論

4.1姜黃粉末在水中的溶解度在20～40℃時(shí)較大。

4.2隨著姜黃飽和溶液在紡絲液中添加量的增加，成絲性降低。

4.3隨著共混膜中姜黃飽和溶液的增加，膜表面上的添加物尺寸在逐漸增加，且膜表面變得粗糙，凹凸不平，共混干膜的斷裂強(qiáng)度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。

4.4綜上所述，在50 mL粘膠紡絲液中可選擇加入30℃時(shí)5 mL的姜黃過濾飽和溶液為較佳方案。根據(jù)對(duì)分散均勻性、力學(xué)性質(zhì)、性價(jià)比的綜合評(píng)價(jià)[4]，最終確定出最佳添加量為按10∶1的比例添加粘膠紡絲液和30℃時(shí)姜黃過濾飽和溶液。

[1] 陳勝，葉光斗，桂明勝，鄭慶康，等.含磷睛衍生物阻燃粘膠纖維的結(jié)構(gòu)與性能[J].合成纖維工業(yè)，2006，29(2)：33—36.

[2] 周永凱，張建春，張華.大麻纖維抗菌及其機(jī)制[J].紡織學(xué)報(bào)，2007，28(06)：12—15.

[3] 周永凱，張杰，張建春.大麻桿芯粘膠纖維的結(jié)構(gòu)與性能[J].紡織學(xué)報(bào)，2008，26(04)：22—26.

[4] 何春菊，逄奉建，王慶瑞.甲殼素/纖維素共混粘膠纖維的抗菌性能研究[J].人造纖維，2003，33(02)：2—5.