殼聚糖/棉混紡針織物抗菌性能研究

孫曉婷 馬建偉 金光碩

青島大學(xué)紡織服裝學(xué)院，山東 青島 266071

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殼聚糖/棉混紡針織物抗菌性能研究

孫曉婷 馬建偉 金光碩

青島大學(xué)紡織服裝學(xué)院，山東 青島 266071

比較不同殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)殼聚糖/棉混紡針織物的抗菌情況，并采用不同的活性染料與直接染料進(jìn)行染色，探究染料濃度(owf，即染料相對(duì)織物質(zhì)量的百分?jǐn)?shù))和染料品種對(duì)殼聚糖/棉混紡針織物抑菌率的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到10%時(shí)，殼聚糖/棉混紡針織物表現(xiàn)出較好的抗菌性；活性染料對(duì)殼聚糖/棉混紡針織物的抑菌率影響不大，且當(dāng)活性紅K- 4BL染料濃度為2%(owf)時(shí)可得到較高的上染率和抑菌率。

殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)，染料品種，染料濃度，上染率，抑菌率

殼聚糖是甲殼素脫乙?；漠a(chǎn)物，是自然界中唯一帶正電的堿性多糖，被視為人體“第六生命要素”，具有廣譜抗菌性、生物相容性、可降解性，以及良好的吸附性、成膜性和吸濕性等，應(yīng)用前景廣闊。然而，純殼聚糖纖維強(qiáng)力較低、生產(chǎn)成本高，應(yīng)用時(shí)為充分發(fā)揮殼聚糖纖維的優(yōu)良特性，常將其與棉、黏膠、麻賽爾等纖維混紡，其中又以殼聚糖/棉混紡較為常見，且所得殼聚糖/棉混紡針織物既具備棉纖維的吸濕性好、手感柔軟等優(yōu)點(diǎn)，還兼具抗菌、除臭、保健等功能。

然而，不同殼聚糖纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)導(dǎo)致殼聚糖/棉混紡針織物抗菌效果不同，且不同染色工藝又會(huì)對(duì)殼聚糖/棉混紡針織物的抗菌性能產(chǎn)生不同程度的影響，進(jìn)而影響殼聚糖/棉混紡針織物的使用價(jià)值。為更好地了解殼聚糖纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)及染色工藝參數(shù)對(duì)殼聚糖/棉混紡針織物抗菌性能的影響，本文進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究，為殼聚糖/棉混紡針織物的染色加工工藝提供數(shù)據(jù)參考。

1 抗菌性測(cè)試

參照GB/T 20944.1—2007標(biāo)準(zhǔn)[1]中提到的瓊脂平皿擴(kuò)散法，分別測(cè)試幾組殼聚糖/棉混紡針織物對(duì)金黃色葡萄球菌與大腸埃希菌的抑菌圈。經(jīng)試驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組與試驗(yàn)組均未形成抑菌圈，據(jù)此推測(cè)織物可能不具備抗菌能力或此殼聚糖纖維屬非溶出型抗菌纖維。

因此，為進(jìn)一步驗(yàn)證殼聚糖/棉混紡針織物的抗菌機(jī)理，并準(zhǔn)確測(cè)定出抑菌率，本文分別參照GB/T 20944.2—2007和GB/T 20944.3—2008標(biāo)準(zhǔn)[2-3]，采用吸收法(測(cè)試是否為溶出型抗菌)和振蕩法(檢測(cè)抑菌率)進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，殼聚糖纖維屬非溶出型抗菌纖維，不同殼聚糖纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的殼聚糖/棉混紡針織物抑菌率見圖1。

圖1 殼聚糖/棉混紡針織物的抑菌率

從圖1可以看出，當(dāng)殼聚糖/棉混紡針織物中殼聚糖纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%以上時(shí)，殼聚糖/棉混紡針織物具有抗菌性，且其抗菌性在一定范圍內(nèi)與殼聚

糖纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)成正比，殼聚糖/棉混紡針織物對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌性要好于大腸埃希菌。

由于殼聚糖纖維價(jià)格昂貴，故選擇混紡殼聚糖纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%，這既降低了生產(chǎn)成本，又能保證殼聚糖/棉混紡針織物具有較好的抗菌性。下文選擇殼聚糖纖維與棉纖維混紡質(zhì)量比為10∶90的混紡針織物用于染色工藝研究。

2 染色工藝參數(shù)設(shè)計(jì)

染色是織物處理的一道重要工序。不同染色工藝會(huì)對(duì)織物性能產(chǎn)生不同影響。直接染料、還原染料、活性染料和酸性染料都可用于上染殼聚糖/棉混紡針織物,但還原染料對(duì)堿性要求較高，酸性染料易使殼聚糖纖維水解。故本試驗(yàn)選擇使用活性染料與直接染料，以探究不同染色工藝對(duì)殼聚糖/棉(10/90)混紡針織物抗菌性的影響[4-7]。

2.1 染料濃度

染料濃度即指染色時(shí)，染料相對(duì)織物質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，行業(yè)內(nèi)常用“owf”表示。本文以活性紅K- 4BL為例，研究染料濃度對(duì)殼聚糖/棉(10/90)混紡針織物抑菌率的影響。染色處方：

Na2SO440g/L

Na2CO310g/L

皂洗劑 2g/L

浴比 1∶50

工藝曲線：

2.2 染料品種

分別選擇活性紅K- 4BL、活性紫K- 3R、活性黃B- 4RFN、克隆橙FN-R、雅格素藍(lán)EC、直接紅4BS、直接黃R(皆由青島泉發(fā)染整有限公司提供)等7種染料對(duì)織物進(jìn)行染色。表1羅列了7種染料的染色工藝參數(shù)。染料濃度均為2%(owf)，染色浴比為1∶50，上染后取出殼聚糖/棉混紡針織物水洗，再用2g/L皂洗劑皂洗10min，再經(jīng)水洗后烘干，測(cè)試不同染料品種上染殼聚糖/棉混紡針織物的抑菌率。

表1 不同染料的染色工藝

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 染料濃度對(duì)抑菌率的影響

圖2為活性紅K-4BL以不同染料濃度上染殼聚糖/棉混紡針織物的抑菌率測(cè)試結(jié)果。由圖2可知：隨著染料濃度的不斷增加，殼聚糖/棉混紡針織物的抑菌率均明顯下降，當(dāng)染料濃度為5%(owf)時(shí)，針織物對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌的抑菌率均小于70%。參照GB/T 20944.1—2007標(biāo)準(zhǔn)[1]規(guī)定，當(dāng)織物抑菌率低于70%時(shí)，即認(rèn)為織物不具有抗菌性能。

圖2 活性紅K- 4BL不同染料濃度上染殼聚糖/棉混紡針織物的抑菌率

分析其原因在于，隨著染料濃度的升高，溶液中與殼聚糖纖維上氨基(—NH2)結(jié)合的染料逐漸增多，這使得屏蔽作用加強(qiáng)，殼聚糖纖維中的抗菌成分無法充分接觸細(xì)菌，導(dǎo)致針織物抑菌率下降。因此，工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮，不但要滿足染色需要，而且不能大幅降低抑菌率。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，活性紅K- 4BL 染料濃度選擇2%(owf)時(shí)，既可保證織物具有較高的上染率，又不會(huì)對(duì)織物抗菌性產(chǎn)生較大影響。

3.2 染料品種對(duì)抑菌率的影響

圖3為不同染料品種上染殼聚糖/棉混紡針織物的抑菌率測(cè)試結(jié)果。由圖3可知：活性染料上染的針織物抗菌性能基本不變，即大多數(shù)活性染料(如K型、B型、克隆橙及雅格素藍(lán))對(duì)殼聚糖/棉混紡針織物的抗菌性影響不大，且抑菌率均在85%以上；而直接紅4BS、直接黃R染色后，針織物的抑菌率下降較明顯。因此，實(shí)際生產(chǎn)中在對(duì)殼聚糖/棉混紡針織物進(jìn)行染色時(shí)，宜首選活性染料。

圖3 不同染料品種上染殼聚糖/棉混紡針織物的抑菌率

4 結(jié)語

殼聚糖/棉混紡針織物抗菌性會(huì)隨殼聚糖纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而提升，且對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率高于大腸埃希菌。當(dāng)殼聚糖纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%左右時(shí)，殼聚糖/棉混紡針織物既能達(dá)到較好的抑菌效果，又可大大降低生產(chǎn)成本。此外，采用活性染料染色對(duì)殼聚糖纖維的抑菌率影響較小，且2%(owf)的活性紅K- 4BL染料濃度可同時(shí)保證較高的上染率和抑菌率。

[1] GB/T 20944.1—2007紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià) 第1部分：瓊脂平皿擴(kuò)散法[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[2] GB/T 20944.2—2007紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià) 第2部分：吸收法[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[3] GB/T 20944.3—2008紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià) 第3部分：振蕩法[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[4] 朱平,周曉東,王炳,等.甲殼素/棉混紡織物一浴法染色研究[J].印染助劑，2007(6)：11-17.

[5] 張洪玲，王建明.甲殼胺纖維的活性染料染色性能[J].北京服裝學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，23(2)：15-17.

[6] 周曉東，朱平，王炳，等.甲殼素/棉混紡織物的染整加工[J].印染，2007，32(2)：13-15.

[7] 苗大剛.棉/甲殼素混紡織物的染色性研究[D].青島：青島大學(xué)，2008.

The study on antibacterial properties of chitosan/cotton blended knitted fabric

SunXiaoting，MaJianwei，JinGuangshuo

College of Textile and Garment, Qingdao University, Qingdao 266071, China

Antibacterial activities of chitosan/cotton blended knitted fabrics was compared with different contents of chitosan, and in addition, different dyeing methods of reactive dyes and direct dyes were used in order to explore how the concentration and species of dyes affected inhibitory rate of blended knitted fabrics. Experimental results showed that, when chitosan contents reached 10%, the fabrics had good inhibitory properties; reactive dyes had little effect on the fabrics’ antibacterial rate, and when reactive red K- 4BL dye concentration was 2%(owf), the fabrics could obtain a higher dye-uptake and inhibition rate.

chitosan content, dyeing variety, dying concentration, dye-uptake, inhibition rate

2015-03-23 修改稿：2015-05-15

孫曉婷，女，1990年生，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)榧徔棽牧吓c紡織品設(shè)計(jì)

TS156

A

1004-7093(2016)03-0014-03