蘆薈蒽醌/NMA-HTCC改性真絲織物的抗菌、抗紫外及藥物緩釋性能*

張 偉 ，陸振乾 ，朱 剛

（1 鹽城工學(xué)院紡織服裝學(xué)院 江蘇鹽城 224051；2 蘇州市有冠泰紡織品有限公司 江蘇蘇州 215228）

殼聚糖季銨鹽（NMA-HTCC）是一種反應(yīng)性好、抗菌性高的新型紡織品整理劑。本文將殼聚糖先后與2，3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨及 N-羥甲基丙烯酰胺反應(yīng)，合成帶有纖維反應(yīng)性基團(tuán)的水溶性O(shè)-甲基丙烯酰胺殼聚糖季銨鹽（NMA-HTCC）[1]，可直接與真絲纖維發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，并產(chǎn)生牢固結(jié)合。蘆薈作為一種多功能植物新星，其提取物蘆薈蒽醌廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品等多個(gè)領(lǐng)域中。本文將NMAHTCC和蘆薈蒽醌提取物用于真絲織物的改性中，并測定改性前后絲織物的抗菌性能、抗紫外線性能及對(duì)蘆薈蒽醌的釋放性能，為開發(fā)功能性保健真絲制品提供理論基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

桑蠶絲織物（市售）；低分子量殼聚糖，蘆薈葉；2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨，異丙醇，N-羥甲基丙烯酰胺，4-甲氧基苯酚，氯化銨，碳酸氫鈉，乙醇，丙酮，均為化學(xué)純。

1.2 蘆薈蒽醌化合物的提取

將新鮮蘆薈葉片洗凈，放入粉碎機(jī)中粉碎后待用。取適量粉碎后的樣品置于三角燒瓶中，加入75%的乙醇溶液，在300W的條件下超聲波處理20min后取出，真空抽濾，洗滌，合并濾液后取上清液，待用[2]。

1.3 NMA-HTCC的合成

將殼聚糖、2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨及異丙醇放入四口燒瓶內(nèi)，80℃反應(yīng)10h后取出，真空抽濾后得到HTCC。再將HTCC、N-羥甲基丙烯酰胺、4-甲氧基苯酚及NH4Cl放入燒瓶中，140℃反應(yīng)15min后取出，洗滌并烘干，即可得到NMA-HTCC[3]。合成反應(yīng)方程式如下：

1.4 NMA-HTCC對(duì)真絲織物/纖維的改性工藝

配制NMA-HTCC溶液（其中NMA-HTCC濃度為7g/L，NaHCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%），浴比為1:50。將真絲織物/纖維置于NMA-HTCC溶液中60℃浸漬1h后取出， 80℃預(yù)烘5min，再160℃焙烘3min，最后去離子水清洗并烘干。

1.5 蘆薈蒽醌化合物對(duì)NMA-HTCC改性織物的處理工藝

將NMA-HTCC改性前后的真絲織物放入一定濃度的蘆薈蒽醌溶液中，浸漬一定時(shí)間后取出，清洗并晾干。

1.6 測試方法

1.6.1 X光電子能譜分析

儀器：XSAM800多功能表面分析電子能譜儀；

測試條件：Mg靶（1253.6eV）X光槍，工作功率為12kV×15mA。

1.6.2 織物抗紫外性能測定

參照GB/T 18830- 2002《紡織品防紫外線性能的評(píng)定》，測定真絲織物的UVA、UVB及UPF值，從而評(píng)定織物的抗紫外線性能。

1.6.3 織物耐日曬色牢度測定

參照AATCCTM16-2003《紡織品耐日曬色牢度測定方法》，測定改性前后真絲織物的耐日曬色牢度。

1.6.4 織物抗菌性測定

參照GB/T 20944.3-2008《紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià)：振蕩燒瓶法》，測定改性前后真絲織物對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率，從而評(píng)定織物的抗菌性能。計(jì)算公式如下：

1.6.5 NMA-HTCC改性真絲織物對(duì)蘆薈蒽醌的釋放性能

將NMA-HTCC改性后的桑蠶絲織物置于蘆薈蒽醌溶液中，反應(yīng)一定時(shí)間后取出晾干，并置于生理鹽水溶液中恒溫振蕩[4]，再對(duì)釋放到生理鹽水中的蘆薈蒽醌提取物進(jìn)行吸光度測定（最大吸收波長為297nm），用回歸方程模擬其釋放規(guī)律。

2 結(jié)果與分析

2.1 X光電子能譜分析

表1 絲纖維的表面元素組成

表1為蘆薈蒽醌/NMA-HTCC改性前后絲纖維表面C、O、N元素的含量。由表可知，處理后絲纖維的N元素含量顯著下降，這主要是由于NMAHTCC分子中的N元素含量遠(yuǎn)低于絲素分子，當(dāng)兩者結(jié)合后，整體的N元素含量就會(huì)顯著下降，這表明NMA-HTCC已經(jīng)進(jìn)入到絲纖維內(nèi)部或吸附于絲纖維表面，即兩者發(fā)生了有效的交聯(lián)或吸附。

2.2 真絲織物的抗紫外線性能

表2 絲織物的UVA、UVB及UPF值

由表2可知，蘆薈蒽醌/NMA-HTCC復(fù)合改性前后真絲織物的UVA和UVB值顯著降低，而UPF值顯著增大，大于40%，完全達(dá)到了抗紫外線織物的國家標(biāo)準(zhǔn)。此外，參照AATCCTM16-2003《紡織品耐日曬色牢度測定方法》，測定改性后真絲織物的耐日曬牢度＞三級(jí)，說明蘆薈蒽醌提取物已經(jīng)有效連接到絲纖維分子上，從而起到很好的抗紫外線作用。

2.3 NMA-HTCC改性真絲織物對(duì)蘆薈蒽醌化合物的緩釋性能

圖1 絲織物釋放蘆薈蒽醌提取物與時(shí)間的關(guān)系圖

前期研究[4]表明，當(dāng)釋放時(shí)間相同時(shí)，NMAHTCC改性絲纖維在生理鹽水中釋放的蘆薈蒽醌明顯高于未經(jīng)改性的絲纖維，說明NMA-HTCC改性后的絲纖維對(duì)蘆薈蒽醌提取物具有良好的承載與釋放效果。本實(shí)驗(yàn)在此基礎(chǔ)上經(jīng)探索得出，NMA-HTCC改性后的真絲織物所釋放的蘆薈蒽醌提取物（吸光度）與時(shí)間（天）之間符合冪函數(shù)關(guān)系，如圖1所示，兩者之間的回歸方程為y=3.932x-0.17，且所求方程非常顯著。

2.4 真絲織物的抗菌性能

表4 改性前后真絲織物的抑菌率

由表4可以看出，未經(jīng)改性的真絲織物具有一定的抗菌性，而改性后真絲織物對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率顯著提高，均大于95%。這主要是因?yàn)楦男院蟮恼娼z織物表面和內(nèi)部集聚了大量的NMA-HTCC大分子，而NMA-HTCC分子又可以與蘆薈蒽醌中的酸性基團(tuán)形成牢固的化學(xué)鍵，從而使NMA-HTCC、真絲纖維及蘆薈蒽醌三者很好的結(jié)合在一起。又由于NMA-HTCC及蘆薈蒽醌良好的抗菌性，因此賦予改性后的真絲織物具有良好的抗菌性能。

3 結(jié)論

（1）經(jīng)蘆薈蒽醌提取物及NMA-HTCC改性后的真絲織物，對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率顯著提高，均大于95%。

（2）經(jīng)蘆薈蒽醌提取物及NMA-HTCC改性后的真絲織物，其UVA和UVB值下降，UPF值顯著增大，耐日曬牢度大于三級(jí)。

（3）NMA-HTCC改性真絲織物所釋放的蘆薈蒽醌提取物的吸光度與時(shí)間之間符合冪函數(shù)關(guān)系，兩者之間的回歸方程為y=3.932x-0.17，且所求方程非常顯著。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘虹，趙濤.殼聚糖改性及其在抗菌方面的應(yīng)用[J].紡織學(xué)報(bào)，2011,2(32):45-51.

[2]劉全德，唐仕榮，宋慧，等.蘆薈蒽醌類化合物的超聲提取及其抗氧化性研究[J].食品與機(jī)械，2011,5(27):68-70.

[3]S.H. Lim, S.M. Hudson. Synthesis and antimicrobial activity of a water-soluble chitosan derivative with a fiber-reactive group[J].Carbohydrate Research, 2004(6):313-319.

[4]張偉，戴新蘭，周靜潔，等.反應(yīng)性殼聚糖季銨鹽改性桑蠶絲纖維的結(jié)構(gòu)與性能[J].印染助劑，2016,10(33):20-23.