抗菌木棉非织造布的制备和性能研究

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细菌无处不在,有害细菌无时不刻不威胁着人类健康,据统计,细菌感染是威胁人类健康的主要致病源之一。面对细菌的侵袭,如影随形陪伴人们日常生活的纺织材料抗菌性研究显得尤为重要。非织造材料与机织、针织相比,生产工艺简单、生产率高、成本低和产品性能优良的优势,已成为需求量最大的纺织材料之一,而具备环保可降解特性的抗菌非织造材料更是当前人们关注的焦点。天然抗菌纤维,主要有壳聚糖纤维、甲壳素纤维、麻类纤维、竹纤维、木棉纤维等,虽其自身表现出一定的抗菌性,但其抗菌效果不强,抗菌谱窄等。目前应用广泛的抗菌纤维及其非织造材料一般仍通过后整理手段实现,抗菌剂的添加提高了织物的抗菌效果和耐久性等效果,抗菌范围更广,功能更完善。基于木棉纤维自身所具备的抗菌性能,本课题首先选用两种天然纤维——木棉纤维和棉纤维为原料,经过梳理成网、水刺加固等工艺制备木棉非织造布,通过对不同原料配比的木棉水刺非织造布的各项性能进行表征分析,确定合适的纤维配比。其次,针对缺乏良好抗菌效果的木棉水刺材料选用两种不同类型抗菌剂进行抗菌整理以提高其抗菌性能,为扩大其应用范围提供可能。上述工作获得结论如下。(1)木棉水刺非织造材料的开发。木棉水刺布的制备工艺中,随木棉纤维含量增加,试样透气性、柔软度以及接触角均增大,但同时梳理难度增大成网困难,试样强力呈明显下降趋势。因此最终确定木棉/棉=40/60比例的木棉非织造试样进行抗菌后整理(2)木棉水刺非织造材料的抗菌后整理。考虑到银离子优良的抗菌性能,对木棉水刺非织造布首先进行了基于PDA/PEI共沉积的载银实验。PEI的引入有助于将PDA的负载率提高到32%以上。作为一种多氨基聚合物,PEI亦有助于还原Ag+及螯合金属Ag。经过优化多巴胺沉积实验的参数为:PEI浓度1g/L,溶剂为乙醇:水=1:1,多巴胺浸渍时间为12h。制备的非织造布(N-PDA/PEI(1)/Ag)具有很强的抗菌活性,对于金黄色葡萄球菌,N-PDA/PEI(0)/Ag达到97.7%的抑菌率,而N-PDA/PEI(1)/Ag的抑菌率高达99.9%且保持优异的水洗牢度。同时机械强度也提高了,柔软度和透气性也保持良好。上述载银实验赋予了木棉水刺布较高的抗菌特性,但作为重金属的银伴随废弃物存在于环境中,对人们赖以生存的自然界可能存在潜在危害。(3)天然中药对木棉水刺非织造材料抗菌后整理。从安全性和更为环保角度考虑,课题同时选用了中药提取物对木棉水刺布进行抗菌整理。首先对木棉水刺布原样进行预处理,以强力指标为基础筛选得出Na OH溶液预处理参数:时间1h,浓度0.25%。随后进行中药金银花提取物的负载整理,金银花抗菌整理最佳条件为:浸渍时间为2h,温度60℃,金银花提取物浓度10%。整理后的水刺非织造布(N-JYH)对于金黄色葡萄球菌达到82.3%的抑菌率,对大肠杆菌不敏感。10次水洗后的N-JYH的抑菌率达到73.9%,证明金银花提取物整理方法的耐水洗性能仍有待加强。与原样相比,整理后试样机械强度有明显下降,透气性和柔软度变化不大。
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