粘膠纖維織物抗菌整理的研究

與人類共生存的微生物種類繁多，有被人類熟知的細(xì)菌、真菌，還有病毒，也有未被人類發(fā)現(xiàn)，或者已經(jīng)對人類開始發(fā)起攻擊，但還沒有研制出有效對抗辦法的微生物。這些有害微生物會在一定條件下侵入人體，引發(fā)疾病。人類的著裝是除了食物以外，與人體本身接觸最密切的一層屏障。對織物進(jìn)行抗菌整理，可以在織物的使用和儲存過程中阻礙和抑制微生物的代謝和繁殖，從而起到保護(hù)人體健康免受有害微生物的侵害。

粘膠纖維具有良好的吸濕性、透氣性，粘膠織物手感柔軟，具有絲綢感。使織物具有充足的循氧量，可以鎖住水分，擁有相當(dāng)好的調(diào)濕效果。因此粘膠纖維織物做內(nèi)衣面料，可以給人帶來良好的服用感受。而內(nèi)衣又是與人體皮膚親密接觸的第一層屏障，對面料進(jìn)行抗菌處理，保護(hù)人體肌膚是十分有必要的。殼聚糖作為甲殼素脫乙酰基后的產(chǎn)物，是一種天然抗菌劑。然而它只能抑制細(xì)菌的生長[1]，并且難以對已感染的皮膚或非接觸部分進(jìn)行殺菌[2]。銀離子抗菌性能很好，當(dāng)銀離子的濃度極低時便具有一定的殺菌效果了，但是銀離子抗菌劑是溶出性的[3]，當(dāng)有害微生物被銀離子殺死后，銀離子又從細(xì)菌尸體中游離出來，不具有持久性。

本文嘗試把兩者結(jié)合起來，制備殼聚糖-銀復(fù)合抗菌劑，推測這種復(fù)合抗菌劑具有這兩種抗菌劑各自的優(yōu)點，兩者互補[4]，使處理后的織物獲得更加良好的抗菌性能，并進(jìn)行了試驗驗證。

1 試驗部分

1.1 試驗材料

試驗材料：殼聚糖粉末、檸檬酸顆粒、硝酸銀粉末、氫氧化鈉（固體）、營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基、營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基、沙氏瓊脂培養(yǎng)基、磷酸鹽緩沖液、生理鹽水、金黃色葡萄球菌Staphylococcus aureus（ATCC 6538）、大腸桿菌Escherichia coli（ATCC 11229）、白色念珠菌Candida albicans（ATCC 10231）。

1.2 試驗儀器

分光光度計、恒溫培養(yǎng)箱、恒溫水浴鍋、恒溫冷凍振蕩器（搖床）、高壓滅菌鍋、旋渦式振動器、白度儀、織物透濕儀、織物透氣儀、超聲波清洗器、電子天平、磁力攪拌器、日本軋車、瑞比焙烘機(jī)、小型家用雙桶洗衣機(jī)。

1.3 試驗過程

分別選用不同濃度的殼聚糖和銀離子制備抗菌劑，對粘膠纖維織物進(jìn)行抗菌處理。根據(jù)不同抗菌劑濃度變化趨勢，從抑菌率、白度、強(qiáng)力、透氣率、透濕率、手感、皮膚刺激性幾個方面觀察織物變化。從單一抗菌劑對織物的影響，到兩種抗菌劑協(xié)同作用，選取最優(yōu)配比，達(dá)到耐洗滌，不改變織物風(fēng)格的結(jié)果。

抗菌整理前對試驗樣品進(jìn)行超聲波清洗，一方面清理試樣本身有可能攜帶的油污、固體顆粒物，另一方面清理試樣表面的漿料及其他整理劑，減少試樣表面的光滑程度，增加摩擦力，以便于增加抗菌劑在纖維表面的附著能力。

對前處理后的織物試樣進(jìn)行二浸二軋抗菌處理，將試樣分別放入已經(jīng)配制好的抗菌整劑中，浴比按1:20，完全浸漬30分鐘，二浸二軋，軋余率為100%。將處理好的試樣放入瑞比焙烘機(jī)中進(jìn)行預(yù)烘。預(yù)烘溫度為80℃，時間為5 min。預(yù)烘結(jié)束后，在140℃溫度下，焙烘3min。最后放入105℃烘箱中烘干，進(jìn)行下一步性能測試。

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 殼聚糖對粘膠纖維織物抗菌整理后測試結(jié)果

殼聚糖對粘膠纖維進(jìn)行抗菌整理，結(jié)果見表1。

通過表1可以看出，殼聚糖抗菌劑對粘膠纖維抗菌整理后，織物對大腸桿菌的抑制作用較金黃色葡萄球菌和白色念珠菌的抑制作用較強(qiáng)，抑菌率隨著殼聚糖抗菌劑濃度的增加而明顯增加。對白色念珠菌的抑制效果最弱，隨著殼聚糖濃度的增加，其抗菌作用提高得不太明顯。隨著殼聚糖抗菌劑濃度的增加，白度逐漸下降，且手感變硬，柔軟舒適程度下降，織物風(fēng)格受到影響。強(qiáng)力隨濃度的增加略有下降，影響不明顯。

2.2 Ag+對粘膠織物抗菌整理后測試結(jié)果

用 Ag+對粘膠纖維進(jìn)行抗菌整理，結(jié)果見表2。

通過表2可以發(fā)現(xiàn)，用Ag+抗菌劑對粘膠纖維抗菌整理后，織物對大腸桿菌的抑制作用同樣是強(qiáng)于金黃色葡萄球菌和白色念珠菌，對3種菌的抑菌率隨抗菌劑濃度的增加均有明顯的提高。Ag+抗菌劑對大腸桿菌有完全的抑制作用；在濃度約0.4mg/L時，對金黃色葡萄球菌和白色念珠菌即產(chǎn)生抗菌效果。隨著Ag+抗菌劑濃度的增加，白度逐漸下降，且下降幅度大于殼聚糖抗菌劑。Ag+屬于強(qiáng)氧化劑，暴露在空氣中極其容易被還原，隨著Ag+抗菌劑濃度的增加，大量的Ag+游離在織物纖維表面，致使織物白度下降明顯。強(qiáng)力隨濃度的增加略有下降，影響不明顯。

2.3 兩種抗菌劑整理織物耐洗性結(jié)果對比

大腸桿菌抑菌率耐洗性測試結(jié)果見表3。

金黃色葡萄球菌抑菌率耐洗性測試結(jié)果見表4。

表1 殼聚糖抗菌整理粘膠織物抑菌率、白度、斷裂強(qiáng)力測試結(jié)果

表2 Ag+抗菌整理粘膠織物抑菌率、白度、斷裂強(qiáng)力測試結(jié)果

表3 大腸桿菌抑菌率耐洗性測試

表4 金黃色葡萄球菌抑菌率耐洗性測試

表5 白色念珠菌抑菌率耐洗性測試

白色念珠菌抑菌率耐洗性測試結(jié)果見5。

通過表3、表4、表5可以看出，殼聚糖抗菌劑對粘膠纖維抗菌整理后，抑菌率的下降幅度明顯低于Ag+抗菌劑，這是由于殼聚糖抗菌劑屬于非溶出型抗菌劑，可以深入到織物結(jié)構(gòu)內(nèi)部，與織物纖維有較好的抱合力。而Ag+抗菌劑屬于溶出型抗菌劑，經(jīng)過多次水洗后，Ag+隨著水溶劑與織物纖維分離，留在織物纖維上的越來越少，抗菌效果下降明顯。

單因子抗菌整理后，粘膠織物抑菌率有很大程度的提高。低濃度殼聚糖抗菌整理后織物抑菌率沒有達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)中具有抗菌效果的程度，高濃度整理雖然具有了抗菌效果，但是白度有大程度的損傷，而Ag+抗菌整理后雖然得到很高的抑菌率，但是耐洗效果并不好，因此考慮將兩者結(jié)合起來對粘膠織物進(jìn)行抗菌整理。

2.4 復(fù)合抗菌劑正交試驗測試結(jié)果

考慮到pH值也是對織物抗菌效果以及物理性能產(chǎn)生很大影響的因素，因此將抗菌劑濃度和pH值結(jié)合起來制定試驗方案。按表6三因素三水平，按表7分組，對織物進(jìn)行正交試驗，觀察粘膠織物抑菌效果。

表6 三因素三水平

通過表8可以看出，復(fù)合抗菌劑的效果要明顯高于單一抗菌劑，且對3種菌都有明顯的抑制作用，均可達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求具有抗菌效果的程度。

這是由于殼聚糖中大量的游離的—NH2在氨基配位鍵的作用下與銀離子發(fā)生了螯合反應(yīng)。而殼聚糖與粘膠纖維的結(jié)合又比較穩(wěn)定。這樣使得復(fù)合抗菌劑與織物更好地結(jié)合。另外復(fù)合抗菌劑也克服了，由于銀的不穩(wěn)定，在空氣中發(fā)黑降低織物白度的缺點。第四組對白色念珠菌、金葡萄球菌、大腸桿菌的抑菌率分別達(dá)到95.9%、94.3%、91.9%，且同時對織物白度影響較小，斷裂強(qiáng)力損傷小，因此得到最佳工藝為殼聚糖濃度0.6g/L，銀離子濃度0.4mg/L、pH值6。

表7 正交試驗分組方案

2.5 粘膠織物經(jīng)抗菌整理后性能測試結(jié)果

通過表9可以看出，優(yōu)選工藝整理后，織物透氣性有所降低，這是由于織物纖維間隙被抗菌劑填充，使得氣體無法透過，又因為粘膠纖維本身就有很好的透氣吸濕性，所以，透氣率降低的程度不大?？椢锿笣裥杂忻黠@的提高，殼聚糖屬于天然的纖維素類高分子，具有良好的吸濕透濕性，粘膠纖維織物同樣具有良好的透濕性能，兩者相互結(jié)合，使得整理后織物的透濕性有明顯增加。織物白度和斷裂強(qiáng)力略有損失，影響程度不大，手感仍柔軟、滑順，織物風(fēng)格沒有受到較大的影響。

表8 正交試驗測試結(jié)果

表9 粘膠織物經(jīng)抗菌整理后性能測試結(jié)果

3 結(jié)論

選擇適宜濃度的復(fù)合抗菌整理劑，使得兩種抗菌劑協(xié)同發(fā)揮抗菌作用，在適宜的pH值環(huán)境下，整理在粘膠纖維上，使得織物在白度、強(qiáng)力、透氣率損失較小的情況下，抑菌率得到明顯提升，并且有較好的耐洗性，透濕率也有明顯增加，織物風(fēng)格沒有改變，服用舒適度在一定程度上有很大的提高。

此種抗菌劑在粘膠纖維織物抗菌整理上具有顯著的效抗菌果，且抗菌劑環(huán)保無污染，不會給人體帶來不良的刺激，整理工藝成本低廉，此種抗菌整理在粘膠纖維織物上有很大的發(fā)展前景，值得應(yīng)用推廣。