介孔硅載銀抗菌劑的制備及其在棉織物上的應(yīng)用研究.pdf

1、自然界中,無論是水、空氣、土壤、各種物體的表面、人體的體表以及與外界相通的體腔等均存在著種類繁多、數(shù)量龐大的有害微生物(細(xì)菌、真菌、病毒等),這嚴(yán)重威脅著人類健康。盡管人們已經(jīng)發(fā)明了抗生素及疫苗等藥物和生物制劑,加強(qiáng)了衛(wèi)生安全防范措施,使得傳染病有所控制,但是目前每年傳染病的發(fā)病率仍占全世界總發(fā)病率的第一位。所以,進(jìn)一步開發(fā)研究高效持久的抗菌紡織品顯得格外重要。
　　 無機(jī)抗菌劑是利用鋅、銀、銅等金屬及其離子的殺菌或抑菌作用,將

2、其載入某些特定的載體上制得的。在縱多的金屬離子中,銀的抗菌效果最好,且對人體的毒性最小;介孔氧化硅因其具有有序的孔道結(jié)構(gòu),孔徑分布均一可控,高的比表面積與孔容,化學(xué)穩(wěn)定性高等優(yōu)異的特性一直受到了學(xué)者的廣泛關(guān)注,而且合成該種介孔材料的模板簡單易得,制造成本低。
　　 本課題利用介孔氧化硅及銀的這些優(yōu)點(diǎn),采用在介孔載體制備過程中摻入銀的方法一次合成高效介孔載銀抗菌劑Ag/SBA-15,并對其抗菌劑進(jìn)行表征,然后研究其抗菌性能和緩釋性

3、能;通過后整理方法將抗菌劑浸軋到純棉織物上,測試抗菌棉織物的抗菌性能和耐洗性能,并進(jìn)一步討論和研究抗菌整理前后織物的白度、透氣、強(qiáng)度等服用性能變化。
　　 本課題的主要工作內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　 1.本研究以P123為模板劑,正硅酸乙酯為硅源,硝酸銀為銀源,通過一步法制備介孔硅載銀抗菌劑Ag/SBA-15。
　　 2.采用XRD、TEM、EDS、原子吸收光譜以及N2吸附/脫附等手法對抗菌劑進(jìn)行表征,探討了Ag的載

4、入情況以及Ag的加入對介孔孔道的影響,并測定了抗菌劑的載銀量及緩釋性能。結(jié)果如下:
　　 (1)小角XRD圖譜顯示,Ag/SBA-15曲線在20=1°左右出現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)的衍射峰,對應(yīng)(100)面,在20=1.5°左右出現(xiàn)兩個(gè)較弱的衍射峰,分別對應(yīng)(110)面和(200)面,說明一步法合成的抗菌劑仍能保持介孔氧化硅良好的六方有序的介孔結(jié)構(gòu)。
　　 (2)廣角XRD圖譜顯示,Ag/SBA-15曲線在20為38.2°、44.2°、

5、64.4°、77.1°左右出現(xiàn)4個(gè)尖銳的衍射峰,分別對應(yīng)金屬Ag的(111)、(200)、(220)和(311)晶面,這表明Ag已經(jīng)成功負(fù)載到介孔硅材料中,并以單質(zhì)形式存在。
　　 (3)TEM結(jié)果顯示,在Ag/SBA-15的透射電鏡圖中可觀察到明顯的介孔孔道,且Ag單質(zhì)均勻分散在介孔孔道中,其平均直徑在5～8nm。
　　 (4)N2吸附/脫附測試表明:Ag/SBA-15的物理吸附等溫線是Ⅳ型,是典型的介孔固體吸附。

6、r>　　 (5)EDS、原子吸收光譜等測試也進(jìn)一步表明,銀已成功載入到介孔孔道中,且載銀量為14.8％。此外,從緩釋曲線可觀察到,浸泡10天內(nèi)釋放Ag+速度較快,10天后釋放速度開始減慢,100天后累計(jì)釋放總量達(dá)到載銀量的30.28％,說明Ag+可以從抗菌材料中緩慢持續(xù)釋放,使抗菌劑保持良好的抗菌持久性。
　　 3.選用大腸桿菌和金黃色葡萄球菌進(jìn)行抗菌性能測試,結(jié)果表明,介孔載銀抗菌劑Ag/SBA-15對大腸桿菌和金色葡萄球菌

7、均有良好的抑菌殺菌效果,其最小抑菌濃度(MIC)均為40μg/mL。
　　 4.對介孔載銀抗菌劑Ag/SBA-15進(jìn)行了防變色處理,結(jié)果表明,經(jīng)過防變色處理后,抗菌劑在空氣中顏色不會發(fā)生明顯變化,且不會影響抗菌劑原有的抗菌性能。
　　 5.通過優(yōu)化了分散劑種類和濃度、粘合劑種類和濃度、抗菌劑濃度等,得出一套完整的棉織物抗菌整理工藝。選用浴比為1:10,選用SNF作為分散劑,與抗菌劑的質(zhì)量比為1:1,選用丙烯酸甲酯作為粘合

8、劑,濃度為30g/L,抗菌劑濃度為200mg/L。整理液配制及棉織物整理步驟如下:將分散劑溶解于去離子水中超聲分散1h,然后加入粘合劑,繼續(xù)超聲分散5～10min,接著將棉織物放入配好的整理液中浸泡2min。將浸泡后的織物取出,經(jīng)過二浸二軋工藝使得抗菌劑粉體能充分附著在棉織物上,然后經(jīng)過90℃預(yù)烘5min,120℃焙烘3min后得到抗菌棉織物。并對抗菌整理后的棉織物進(jìn)行耐洗性能測試,結(jié)果表明,織物洗滌50次后,仍具有良好的抗菌效果。

9、r>　　 6.將抗菌整理前后,棉織物透氣、耐磨、懸垂、拉伸以及折皺回復(fù)等服用性能做了測試比較。結(jié)果顯示,抗菌整理后織物的耐磨性增強(qiáng),其余性能都略微減弱,但不影響織物的生產(chǎn)應(yīng)用。
　　 以上結(jié)果顯示,本課題用一步法制得抗菌劑并將其整理到棉織物上后,棉織物具有良好的抗菌性能和耐洗性能,且對織物原有的服用性能不造成影響。該抗菌棉織物可在家紡、醫(yī)療、服裝等多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用,為抗菌紡織品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)打下了一定的理論基礎(chǔ)并提供了較好的思路和方