殼聚糖-納米銀復(fù)合抗菌劑合成及羊毛抗菌層界面形成機(jī)理探索.pdf

1、作為一種天然蛋白纖維,羊毛纖維以其獨特的彈性、卷曲性以及優(yōu)良的服用性能等優(yōu)點成為紡織工業(yè)的重要原材料,其制品保暖性好、手感滑糯、質(zhì)地豐滿、懸垂性佳,一直以來倍受消費者的喜愛和關(guān)注。然而,羊毛纖維極易滋生細(xì)菌和霉菌,對人體健康存在潛在的危害,使材料變質(zhì)、劣化。因此,研究開發(fā)抗菌羊毛纖維成為當(dāng)前紡織領(lǐng)域的熱點之一。銀(Ag)具有廣譜抗菌、耐熱、安全、無耐藥性等優(yōu)點,在塑料、陶瓷、纖維等的抗菌功能化設(shè)計中有廣泛應(yīng)用。當(dāng)降低銀顆粒尺寸使其達(dá)到納

2、米級時,由于納米材料的表面效應(yīng),納米銀的抗菌活性可大大提高。殼聚糖(CTS),是目前為止發(fā)現(xiàn)的唯一一種天然堿性多糖,因其含量豐富,且具有良好的生物官能性和相容性、廣譜抗菌性、安全性、無毒且生物可降解等優(yōu)點,而被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域。
　　 本實驗首先通過液相化學(xué)還原法制備了CTS/Ag復(fù)合抗菌劑,并探討了制備工藝對CTS/Ag復(fù)合抗菌劑中納米Ag的結(jié)構(gòu)和性能的影響;其次將制備的CTS/Ag復(fù)合抗菌劑與羊毛纖維以化學(xué)鍵結(jié)合的形

3、式制備了CTS/Ag抗菌羊毛纖維,并對其結(jié)構(gòu)、性能、界面形成機(jī)理進(jìn)行了研究。采用SEM、TEM、XRD、FT-IR對樣品的微觀形貌結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析;運用差熱-熱重分析儀表征樣品的熱性能;采用最小抑菌濃度法(MIC)、振蕩燒瓶法(Flask shaking method)對樣品的抗菌性能進(jìn)行了測試。主要的研究結(jié)果如下:
　　 (1)通過液相化學(xué)還原法,以AgNO3為有效抗菌成分,CTS為保護(hù)劑和穩(wěn)定劑,制備了有機(jī)-無機(jī)復(fù)合

4、抗菌劑—CTS/Ag復(fù)合抗菌劑。其最佳反應(yīng)條件為:n(AgNO3)=50 mmol/L,n(AgNO3):n(NaBH4)=1:1.5,反應(yīng)溫度T=60℃,反應(yīng)時間t=2 h,pH=5時。制備的CTS/Ag復(fù)合抗菌劑中納米銀顆粒呈球形或類球形,粒徑約20-30 nm,且分布均勻;由于CTS和納米Ag的協(xié)同抗菌作用,制得的CTS/Ag復(fù)合抗菌劑的抗菌性能優(yōu)于CTS;并且其熱穩(wěn)定性也優(yōu)于CTS。
　　 (2)采用“浸漬+UV輻照兩次

5、”的制備工藝對經(jīng)預(yù)處理的羊毛纖維進(jìn)行抗菌處理制得CTS/Ag抗菌羊毛纖維。制備的抗菌羊毛纖維表面平滑,在纖維表面形成厚約0.2μm的功能層;由于CTS有機(jī)大分子長鏈的引入,使得CTS/Ag抗菌羊毛纖維的有序化程度與原羊毛纖維接近。
　　 (3)通過對羊毛纖維進(jìn)行表面預(yù)處理,羊毛纖維表面被刻蝕、糙化,表面結(jié)構(gòu)被破壞,同時產(chǎn)生大量的自由基;通過戊二醛的“架橋”作用,CTS/Ag復(fù)合抗菌劑與羊毛纖維表面是通過化學(xué)鍵的形式接合,因此其界