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綠色抗菌織物整理研究
閱讀：1261 發(fā)布時(shí)間：2013-9-10近年來,由于人民生活水平的逐步提高,人們對與日常生活緊密的衣著的要求也越來越高,人們的衣著正朝著功能化方面發(fā)展,為了健康,衣著的抗菌性能也逐漸受人關(guān)注。近年來在抗菌纖維和織物研究上人們把目光也轉(zhuǎn)移到綠色的抗菌研究中來[1]。殼聚糖是甲殼素脫乙酰化的產(chǎn)物,其結(jié)構(gòu)屬于葡萄糖結(jié)構(gòu)單元組成的直鏈多糖。它有良好的抗菌性能,同時(shí)其生物降解性、生物相容性很好,吸濕性好、吸附金屬離子并且無毒、無污染。因此利用殼聚糖良好的特性開發(fā)綠色、無毒、廣譜抗菌,低成本、加工便捷、穿著舒適的殼聚糖抗菌棉織物是十分必要的[2～4]。本文利用殼聚糖良好的抗菌性能,殼聚糖抗菌整理劑對兩種不同織物進(jìn)行整理,測試表明整理提高了抗菌整理劑的耐水洗牢度,并對整理前后的織物性能進(jìn)行測試,以分析殼聚糖整理劑對純棉織物性能的影響。
1 實(shí)驗(yàn)
1. 1 實(shí)驗(yàn)材料
織物: A為平紋棉織物16tex、B為斜紋棉織物16tex （這兩種經(jīng)緯紗密度相同）。
菌種: 大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌。
1. 2 實(shí)驗(yàn)儀器
全自動洗衣機(jī)、白度儀、天平、電子織物強(qiáng)力機(jī)、織物頂破強(qiáng)力機(jī)、織物透氣儀。
1. 3 主要化學(xué)藥品
3%低分子量殼聚糖（脫乙酰度85%）（上海海曲化工有限公司）、檸檬酸、有機(jī)硅柔軟劑FCA、保護(hù)劑PF3（美國FIRSTEX中國分公司） 。洗滌劑:奇強(qiáng)洗衣粉。
1. 4 工藝流程
整理過程:兩浸兩軋（帶液率65%～70%）→預(yù)烘（80℃,5min）→高溫烘培（160℃,4min）→清水沖洗→烘干（80℃）
模擬實(shí)際穿著洗滌過程:洗滌→清洗→脫水→烘干。
2 結(jié)果與討論
對于裁定的測試樣品,抗菌率測定采用細(xì)胞培養(yǎng)平板改良Quinn法試驗(yàn),來測定經(jīng)過整理的織物的抗菌率[5]。
抗菌率（%）= | n0 - n
| ×100 （1） |
n0 |
式中: n0———未整理布樣菌落生長數(shù);
n———經(jīng)整理布樣菌落生長數(shù)。
2. 1 洗滌對殼聚糖抗菌織物抗菌性能的影響
表1為純棉織物經(jīng)殼聚糖抗菌整理劑整理后的測試結(jié)果。表1表明經(jīng)過殼聚糖抗菌整理劑處理過的純棉織物對金黃色葡萄球菌的抗菌率zui高,對大腸桿菌的抗菌率次之,對白色念球菌的抗菌率zui低。相比較而言,這是由于殼聚糖的抗菌機(jī)理所造成的[6]。
殼聚糖的抗菌性決定于其分子鏈上帶正電荷的取代基NH3+。一般的細(xì)菌常帶有負(fù)電荷,帶正電的基團(tuán)與帶負(fù)電的細(xì)菌蛋白質(zhì)相結(jié)合使其改性并使細(xì)菌失去活性而絮凝、沉積從而抑制其繁殖能力。
表1 洗滌對抗菌性能的影響（% ）
菌種樣品 | 洗滌次數(shù) | |||||
0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | |
金黃色葡萄球菌A | 100 | 97.8 | 92.4 | 89.1 | 82.9 | 75.6 |
B | 100 | 98.8 | 94.6 | 90.3 | 83.1 | 76.4 |
大腸桿菌A | 100 | 97.5 | 92.1 | 88.8 | 82.6 | 78.8 |
B | 100 | 98.4 | 93.5 | 87.7 | 83.4 | 79.3 |
白色念珠菌A | 100 | 73.2 | 69.5 | 65.9 | 61.4 | 58.8 |
B | 100 | 74.1 | 69.2 | 64.2 | 62.1 | 58.6 |
表2 整理前后織物的斷裂強(qiáng)力和織物頂破強(qiáng)力的變化
項(xiàng)目 | A處理前
| A處理后（未加保護(hù)劑） | A處理后（加保護(hù)劑） | B處理前 | B處理后（未加保護(hù)劑） | B處理后（加保護(hù)劑） |
經(jīng)向斷裂強(qiáng)力/N | 835.452 | 782.143 | 811.324 | 753.273 | 578.953 | 670.752 |
緯向斷裂強(qiáng)力/N | 445.263 | 356.572 | 395.275 | 370.34 | 276.128 | 320.936 |
頂破強(qiáng)力/N | 380.571 | 291.145 | 348.362 | 320.167 | 287.486 | 297.725 |
注:表中數(shù)值均為測試10次的平均值。
表3 整理對織物透氣性和懸垂性的影響
性能 | A處理前 | A處理后
| B處理前 | B處理后 |
透氣性（L/m2·s） | 153 | 114 | 231 | 206 |
懸垂性系數(shù) | 0.71 | 0.70 | 0.62 | 0.63 |
注:表中數(shù)值均為測試5次的平均值。
而白色念珠菌屬于真菌,真菌的細(xì)胞壁組成為多糖類物質(zhì),對它的抗菌作用機(jī)理與對細(xì)菌的不同,而且真菌抵抗力強(qiáng)不易被殺死,所以經(jīng)殼聚糖整理的棉織物對白色念珠菌抗菌性較低。
從表1 也可以看出經(jīng)過處理的斜紋織物比平紋織物的抗菌率稍大,這是由于相同參數(shù)條件下斜紋織物的織物覆蓋系數(shù)和緊度都較低,使得在整理過程中斜紋織物可以更多地吸附殼聚糖。從上表也可以看出經(jīng)過添加適量的保護(hù)劑使得殼聚糖、棉纖維和保護(hù)劑之間產(chǎn)生了交聯(lián)反應(yīng)和協(xié)同作用,殼聚糖同棉纖維結(jié)合的牢度得以提高,從而使得殼聚糖抗菌整理的棉織物的耐水洗牢度得以提高。
2. 2 殼聚糖抗菌整理對純棉織物白度的影響
在白度儀上測試試樣,各測5次, 取平均值。參照GB/T 4112-1993,兩種處未理過的純棉織物的白度分別為90.2和90.1。經(jīng)本實(shí)驗(yàn)處理過的棉織物白度分別為83.9和84.1。結(jié)果表明,殼聚糖對純棉織物進(jìn)行整理后白度有所下降。
2. 3 整理對織物斷裂強(qiáng)力和頂破強(qiáng)力的影響
關(guān)于殼聚糖抗菌整理對織物斷裂強(qiáng)力和織物頂破強(qiáng)力影響的測試結(jié)果如表2所示。
表2表明,這兩種純棉織物處理前的經(jīng)向和緯向斷裂強(qiáng)力大于用殼聚糖抗菌劑。