納米銀對紡織品功能改性的最新研究進展*

錢 飛，劉 艷，高小亮

（鹽城工業(yè)職業(yè)技術學院 紡織服裝學院，江蘇 鹽城224005）

綜述與專論

納米銀對紡織品功能改性的最新研究進展*

錢 飛，劉 艷，高小亮

（鹽城工業(yè)職業(yè)技術學院 紡織服裝學院，江蘇 鹽城224005）

納米銀是一種高效、廣譜、安全的抗菌材料，廣泛地用于紡織品的功能改性。闡述了納米銀的結構與性能、合成方法及在紡織品中的應用，包括機織物、針織物及非織造布三個方向。納米銀功能化改性織物具有較強的產業(yè)應用前景，值得深入研究。

納米銀；紡織品；抗菌；合成；應用

隨著人們環(huán)保與健康意識的增加，綠色環(huán)保抗菌織物的開發(fā)，成為當前的研究熱點之一。納米銀作為一種新型殺菌材料，具有高效、廣譜、安全等特點，已被用于化學催化、生物醫(yī)藥、抗菌材料等領域[1-2]。近年來，國內外不少文獻報道了納米銀的合成方法及在紡織品功能整理中的應用，如蘆薈、艾葉等生物合成納米銀膠體整理織物[3-4]，端氨基超支化合物、改性端氨基超支化合物整理織物[5-6]等等。納米銀的最新合成工藝技術，增加了納米銀顆粒形狀、尺寸的可控性，具有重要的研究意義。

1 納米銀的結構與性能

經過20年的研究，不同形態(tài)的納米銀得到可控合成，納米銀的形貌包括球形、立方體、線、八面體、立方八面體、雙錐體、三角片[7-9]等，通過控制納米銀的反應條件、硝酸銀的濃度及改性工藝方法可以改變納米銀的尺寸、形狀，圖1所示為部分形貌納米銀的TEM圖片。

圖1不同形狀納米銀顆粒的TEM圖片

據文獻顯示，大多研究人員制備的納米銀以球形為主，其吸收峰在400～450 nm，隨著制備工藝條件的改變，納米銀吸收峰會發(fā)生細微的紅移或藍移[10-11]。

2 納米銀的合成方法

納米銀的合成按照原理不同，可分為物理、化學和生物合成三大類[12]，物理方法對儀器設備的精密程度及質量要求高，成本昂貴，化學方法涉及到化學試劑的使用，對人體或環(huán)境造成不同程度的損害[13]。越來越多采用綠色技術對納米銀進行還原，對于儀器設備與環(huán)境不會造成傷害，但大多采用植物成分復雜，納米銀的合成存在一定程度的不確定性。

2.1 物理合成法

物理方法主要適用于對納米銀粒子的尺寸和形狀要求都不高的產業(yè)化制備。黃巍等[14]在通過真空鍍膜技術將銀蒸鍍在PET、PE等薄膜上，用于食品包裝。許鳳鳳等[15]在室溫下采用磁控濺射在非織造布表面產生納米銀薄膜，提高織物的導電性能。宋春雨等[16]用激光輻射預先經聚乙烯吡咯烷酮/硝酸銀處理的滌綸織物，在織物表面制備出銀納米粒，并以此為活化點進行化學鍍銅。

2.2 化學合成法

化學合成法主要應用于對納米顆粒粒徑、尺寸及性能要求較高的光學、電學和生物醫(yī)學等領域。湯建新等[17]以高枝化聚乙烯亞胺 （PEI）為穩(wěn)定劑、硼氫化鈉 （NaBH4）為還原劑，與硝酸銀 （AgNO3）溶液混合，制備無色透明納米銀抗菌劑。董春法等[18]在堿性條件下，以水合肼、月桂酸及銀氨溶液混合，制備的納米銀顆粒均勻、分散性好。蘇州大學陳宇岳課題組[19]采用端氨基超支化合物與改性超支化合物為還原劑，分別采用在位還原和液相化學還原法還原銀離子，制備納米銀顆粒，顆粒小、分散性與穩(wěn)定性較好。

2.3 綠色還原法

綠色合成法主要是采用無毒的溶劑、保護劑、還原劑制備納米銀顆粒。綠色合成法采用的原料大致分為兩類，一類是以葡萄糖、麥芽糖、抗壞血酸等[20-21]為還原劑，另一類是以植物提取液作為還原劑制備納米銀顆粒，因為植物中含有醇、酚、萜及蒽醌結構等化合物。綠色合成法因其對人體與環(huán)境無任何危害，受到越來越多人的關注。表1為國內外研究人員采用綠色合成法，以不同的物質為還原劑，制備納米銀的研究進展。

表1 綠色合成納米銀顆粒的研究進展

文獻顯示，采用綠色合成法合成的納米銀顆粒以球形為主，顆粒的大小在100 nm以下。另外采用植物提取液中生物堿、多糖、蛋白質等天然高分子既可以作為還原劑，也可以充當保護劑將銀粒子進行保護，起到穩(wěn)定納米銀溶液的效果。

3 納米銀對紡織品的功能整理的應用

紡織品的織物按照不同的加工方法，分為機織物、針織物和非織造布，納米銀對織物的功能整理最初是在機織物的研究文獻中提到。隨著針織物在人們生活中發(fā)揮越來越重要的地位，國內外研究人員開始關注與針織物的功能改性。

3.1 納米銀在機織物功能整理中的應用

納米銀對開發(fā)高附加值的功能性紡織品，具有重要的意義[31]。納米銀對機織物的功能性整理主要用于棉、真絲、毛、滌綸等織物中。蘇州大學陳宇岳課題組[32]通過化學還原和綠色合成法制備納米銀對天然織物 （棉、真絲）等進行抗菌整理，即使采用較低濃度的硝酸銀溶液，整理后的真絲、棉對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率均達到99.5%以上。南通大學韓琴等[33]利用羊毛纖維上的還原性基團，在織物上原位還原納米銀，處理后的羊毛織物具有持久的抗菌性、斷裂強力損傷也較小。浙江理工大學周秋寶等[34]利用Dorafresh納米銀溶液對化纖織物 （錦綸、滌綸、滌/棉、氨/滌綸）進行抗菌整理，對金黃色葡萄球菌的抑菌率達到99%以上，50次洗滌后殺菌率大于60%，耐洗性優(yōu)良。

3.2 納米銀在針織物功能整理中的應用

納米銀對針織物的功能改性起步比較晚，最初由葉海蓮等[35]于2009年在絲綢上發(fā)表的采用DF納米銀對真絲、棉、羊毛、滌綸、錦綸等針織貼身面料進行功能整理后的面料具有優(yōu)良的抗菌、抗靜電性能。付宏彬等[36]利用納米銀/殼聚糖對棉針織物進行復合抗菌整理，抑制了織物色變，經50次洗水后，仍能保持較好的抗菌效果。胡培培等[37]利用銀杏葉提取物 （EGb）復合納米銀溶液對羊絨針織物進行整理，滿足織物原有的光澤柔和等特性，同時對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠球菌具有較高的抑制作用。王成等[38]利用納米銀溶液對黏膠整理，通過色紡工藝將載銀黏膠/普通黏膠色紡面料制成色紡針織面料，具有良好的抗菌性和耐皂洗性。何麗清等[39]利用熔融噴涂，將負載納米銀粒子的Pluronic F-127與多巴胺復配成抗菌整理乳液對全滌珊瑚絨針織面料進行整理，整理后的面料具有優(yōu)異的耐久抗菌效果。

3.3 納米銀在非織造布功能整理的應用

目前，納米銀對非織造布的功能整理主要采用物理合成法在非織造基布表面鍍銀薄膜，使其具有抗菌性能，用于醫(yī)學、過濾介質等領域。王鴻博等[40]采用磁控濺射技術，在丙綸 （PP）非織造布表面沉積銀薄膜，表面的銀顆粒分布均勻，當表面沉積1 nm厚的銀薄膜時，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率均達到99.96%以上。許鳳鳳等[41]采用射頻磁控濺射在丙綸、聚乳酸 （PLA）熔噴非織造布表面生成納米銀薄膜，提高了織物導電性能。梁昆于湖南安信納米生物科技有限公司與同高紡織化纖有限公司開發(fā)出平紋、網眼好、大網眼等組織的納米銀抗菌非織造布[42]，對金黃色葡萄球菌、克氏肺炎桿菌的抑菌率達99.9%以上，可用于醫(yī)療衛(wèi)生用品以及玩具、汽車車廂、居室空調抗菌過濾介質等領域。王鴻博[43]等采用磁控濺射技術，在丙綸 （PP）非織造布表面沉積銀薄膜，表面的銀顆粒分布均勻，當表面沉積1 nm厚的銀薄膜時，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率分別達到99.96%和100%。

4 結語

目前，綠色環(huán)保的納米銀技術，由于對環(huán)境與人體不會造成任何傷害，其制備原料與合成工藝得到了拓展與應用研究。納米銀功能化整理的織物也有最初的機織物抗菌、導電性能，逐漸擴展到非織造布、針織物，但其制備與整理工藝還存在一些不確定性，如納米銀顆粒的均勻性、大小的可控性、織物功能整理的耐久性等問題，還未得到完全解決。納米銀對織物的功能整理離真正的實際應用還有很大的距離，有待進一步研究。

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Abstract：Nano-silver is an efficient， broad spectrum and safe antibacterial material which is widely used in the functional modification of textiles.The structures and properties of nano-silver，synthetic methods and its application in textiles were described in this article， including the three directions of woven fabrics，knitted fabrics and non-woven fabrics.Nano-silver functional modified fabric has a strong industrial application prospects，and is worthy of further study.

Keywords：nano-silver，textile， antibacterial，synthesis， application

DEVELOPMENT OF NANO-SILVER MODIFICATION ON FUNCTIONAL TEXTILES

QIAN Fei1， LIU Yan1,2， GAO Xiao-liang1,2
(Department of Textile and Clothing， Yancheng Institute of Industry Technology， Yancheng Jiangsu 224005， China)

TS195.6

A

10.3969／j.issn.1672-500x.2017.03.008

1672-500X(2017)03-0037-05

2017-06-09

錢飛 （1968-），男，江蘇興化人，副教授，主要從事紡織材料及產品設計。

2016年江蘇省產學研前瞻性聯(lián)合研究項目 （BY2016067-01）；2016年中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科技指導性項目 （絲素蛋白納米纖維/納米銀凝膠對珊瑚絨面料功能改性的關鍵技術研究）；2016年江蘇省高校優(yōu)秀中青年教師和校長境外研修項目；2015江蘇高校品牌專業(yè)建設工程資助項目 （PPZY2015C254）