CN105088780A - 一种纳米银抗菌棉织物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纳米银抗菌棉织物，将棉纤维置于高碘酸钠溶液中避光氧化反应得到氧化棉纤维；制备纯净的丝素蛋白溶液；将氧化棉纤维浸渍在丝素蛋白溶液中反应得到丝蛋白接枝棉纤维；将丝蛋白接枝棉纤维浸入硝酸银溶液，从溶液中取出后，放入微波炉中加热5min，功率800W即可得到纳米银抗菌棉织物。本发明以棉织物为基材，利用丝素蛋白通过微波辐射的方法原位生成纳米银抗菌棉织物，并且在棉织物表面接枝了一层丝素蛋白，使棉织物获得了蚕丝的手感和光泽。
Description
技术领域
本发明属于纺织领域，特别涉及一种纳米银抗菌棉织物。
背景技术
天然棉制品虽然具有穿着舒适性、可再生性和生物可降解性等优点，但在服用过程中，因棉纤维具有较大的比表面积和较强的吸湿能力，棉制品极易附着微生物，并为其繁殖和传播创造条件，从而造成纤维强力的损伤、产生污点和褪色、产生令人不愉快的气味，甚至造成疾病的传播，影响人体的健康。因此在棉纤维改性研究中，一个重要的研究方向就是实现棉纤维的抗菌性能，减少细菌对人体的侵害。而纳米银由于其安全、无毒、高效的抗菌性能，常被用作抗菌整理剂，并且其抗菌性能持久稳定，适应性强，不易产生抗药性，已在无机抗菌整理剂的应用中占主导地位。
纳米银抗菌纺织品的制备方法主要有纤维改性法和织物后整理法。纤维改性法即首先在成纤高聚物中添加纳米银，然后进行湿法或熔融纺丝，再加工制成抗菌织物；织物后整理则是通过在织物表面涂层或浸渍等方式，使纺织材料表面形成纳米银抗菌层。由于棉、丝等天然纤维质地柔软，对人体皮肤具有很好的亲和力，以及良好的吸湿透气，可再生等特性，受到人们的广泛青睐，在人们的日常用生活纺织品中占据绝对地位。而对这种天然纤维的改性只能通过后整理法赋予其抗菌性能。目前，利用后整理法制备抗菌织物的方法很多，如浸渍吸附、多层沉积、溶胶-凝胶涂覆、聚合物混合涂层、超临界二氧化碳等。在这些方法中简单的物理吸附往往牢度不够，使用交联剂固着或聚合物涂层来增加其牢度又会造成织物原有的优异手感、对人体肌肤的亲和力等丧失，并且这些化学试剂的使用不仅会污染环境，整理到织物上还会对人体产生潜在的危害。
而原位生成技术能够同时在纤维的表面和内部生成纳米材料，在纤维上分布均匀。并且纳米材料的制备和对纺织材料的整理同时进行，避免了纳米材料在整理过程中团聚的问题。而且原位生成技术使得纳米材料与纤维天然结合牢度高。因此，原位生成纳米银抗菌整理技术以其高效、简便、环保等特性越来越受到广大研究人员的重视。
陈思宇（纺织导报,2015,02:59-62）利用丝素还原银氨络离子得到丝素纳米银水溶液，同时利用制得的丝素纳米银溶液对棉织物进行整理，李陈梅（纺织导报,2014,01:102-105）以丝素为保护剂，葡萄糖为还原剂，制备丝素纳米银水溶液，其纳米银粒径在10nm左右，具有良好的分散性和稳定性，并将丝素纳米银水溶液用于整理棉织物。这两篇文献皆采用直接浸渍吸附法处理棉纤维，但是无机纳米材料由于缺乏与织物的价键作用而牢度较低。《丝素纳米银的制备及其对棉织物的改性实验研究》这篇文献中整理后的棉织物洗涤50次后，抑菌率降至92%（纺织导报,2014,01:102-105）。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，旨在提供一种纳米银抗菌棉织物。
本发明通过下述技术方案予以实现：
（1）将棉纤维置于0.1-10g/L的高碘酸钠溶液中避光氧化反应30-300min，反应温度30-100℃，浴比1:50，得到氧化棉纤维；
（2）将蚕丝置于质量分数为5%的沸腾碳酸钠溶液中脱胶60分钟后，用去离子水洗涤5次，放于60℃烘箱中烘干，去除丝胶和其它杂质，制得纯净的丝素纤维；然后配制10mol/L的溴化锂溶液，将溶液于50℃烘箱中恒温1小时，接着将丝素纤维置于溴化锂溶液中，在50℃烘箱中继续恒温1小时，获得丝素蛋白溶液；将丝素蛋白溶液使用5层医用纱布过滤后，装入透析袋中透析，其中透析液为去离子水，透析时间为3天，2小时换一次水；将透析好的丝素蛋白溶液重复离心3次，离心速度10000转/分钟，离心时间15分钟，得到纯净的丝素蛋白溶液；
（3）将氧化棉纤维浸渍在1-10g/L丝素蛋白溶液中，反应温度30-80℃，浴比1:50，得到丝蛋白接枝棉纤维；
（4）将丝蛋白接枝棉纤维放入0.01-10g/L的硝酸银溶液中浸渍2h，浴比1:50，二浸二轧，压力为1kg/m2，带液率为90%，120℃下预烘3分钟，180℃下焙烘30秒，从溶液中取出后，放入微波炉中加热5min，功率800W。
本发明具有如下有益效果：
本发明以棉织物为基材，利用丝素蛋白通过微波辐射的方法原位生成纳米银抗菌棉织物。
（1）微波原位生成整理能够更多的在织物或纤维内部生成，在纤维上分布均匀，有利于提高其耐洗性；
（2）微波原位生成整理是将初始液吸收到织物中后再整理，整理后织物即干燥，无任何残留物质，并且初始液可以继续使用，有利于节约成本；
（3）纳米银的制备和对棉织物的整理可同时进行，避免了纳米银在整理过程中团聚的问题；
（4）微波原位生成整理加热反应快，效率高，而且安全、方便；
（5）棉纤维经高碘酸钠氧化后，其表面的羟基基团被氧化为醛基甚至羧基，与丝素蛋白表面的氨基发生交联反应，生成丝素蛋白接枝棉纤维，相对于传统的浸渍处理，丝素蛋白与棉纤维两者之间的结合牢度大大提高；
（6）在棉织物表面接枝了一层丝素蛋白，使棉织物获得了蚕丝的手感和光泽。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
将棉纤维置于1g/L的高碘酸钠溶液中避光氧化反应100min，反应温度30℃，浴比1:50，得到氧化棉纤维；
将蚕丝置于质量分数为5%的沸腾碳酸钠溶液中脱胶60分钟后，用去离子水洗涤5次，放于60℃烘箱中烘干，去除丝胶和其它杂质，制得纯净的丝素纤维；然后配制10mol/L的溴化锂溶液，将溶液于50℃烘箱中恒温1小时，接着将丝素纤维置于溴化锂溶液中，在50℃烘箱中继续恒温1小时，获得丝素蛋白溶液；将丝素蛋白溶液使用5层医用纱布过滤后，装入透析袋中透析，其中透析液为去离子水，透析时间为3天，2小时换一次水；将透析好的丝素蛋白溶液重复离心3次，离心速度10000转/分钟，离心时间15分钟，得到纯净的丝素蛋白溶液；
将氧化棉纤维浸渍在1g/L丝素蛋白溶液中，反应温度30℃，浴比1:50，得到丝蛋白接枝棉纤维；
将丝蛋白接枝棉纤维放入0.1g/L的硝酸银溶液中浸渍2h，浴比1:50，二浸二轧，压力为1kg/m2，带液率为90%，120℃下预烘3分钟，180℃下焙烘30秒，从溶液中取出后，放入微波炉中加热5min，功率800W。
实施例2：
将棉纤维置于5g/L的高碘酸钠溶液中避光氧化反应60min，反应温度50℃，浴比1:50，得到氧化棉纤维；
将蚕丝置于质量分数为5%的沸腾碳酸钠溶液中脱胶60分钟后，用去离子水洗涤5次，放于60℃烘箱中烘干，去除丝胶和其它杂质，制得纯净的丝素纤维；然后配制10mol/L的溴化锂溶液，将溶液于50℃烘箱中恒温1小时，接着将丝素纤维置于溴化锂溶液中，在50℃烘箱中继续恒温1小时，获得丝素蛋白溶液；将丝素蛋白溶液使用5层医用纱布过滤后，装入透析袋中透析，其中透析液为去离子水，透析时间为3天，2小时换一次水；将透析好的丝素蛋白溶液重复离心3次，离心速度10000转/分钟，离心时间15分钟，得到纯净的丝素蛋白溶液；
将氧化棉纤维浸渍在5g/L丝素蛋白溶液中，反应温度50℃，浴比1:50，得到丝蛋白接枝棉纤维；
将丝蛋白接枝棉纤维放入1g/L的硝酸银溶液中浸渍2h，浴比1:50，二浸二轧，压力为1kg/m2，带液率为90%，120℃下预烘3分钟，180℃下焙烘30秒，从溶液中取出后，放入微波炉中加热5min，功率800W。
实施例3：
将棉纤维置于10g/L的高碘酸钠溶液中避光氧化反应30min，反应温度100℃，浴比1:50，得到氧化棉纤维；
将蚕丝置于质量分数为5%的沸腾碳酸钠溶液中脱胶60分钟后，用去离子水洗涤5次，放于60℃烘箱中烘干，去除丝胶和其它杂质，制得纯净的丝素纤维；然后配制10mol/L的溴化锂溶液，将溶液于50℃烘箱中恒温1小时，接着将丝素纤维置于溴化锂溶液中，在50℃烘箱中继续恒温1小时，获得丝素蛋白溶液；将丝素蛋白溶液使用5层医用纱布过滤后，装入透析袋中透析，其中透析液为去离子水，透析时间为3天，2小时换一次水；将透析好的丝素蛋白溶液重复离心3次，离心速度10000转/分钟，离心时间15分钟，得到纯净的丝素蛋白溶液；
将氧化棉纤维浸渍在10g/L丝素蛋白溶液中，反应温度80℃，浴比1:50，得到丝蛋白接枝棉纤维；
将丝蛋白接枝棉纤维放入10g/L的硝酸银溶液中浸渍2h，浴比1:50，二浸二轧，压力为1kg/m2，带液率为90%，120℃下预烘3分钟，180℃下焙烘30秒，从溶液中取出后，放入微波炉中加热5min，功率800W。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (5)
1.一种纳米银抗菌棉织物，其特征在于：
（1）将棉纤维置于一定浓度的高碘酸钠溶液中避光氧化反应30-300min，反应温度30-100℃，浴比1:50，得到氧化棉纤维；
（2）将蚕丝置于质量分数为5%的沸腾碳酸钠溶液中脱胶60分钟后，用去离子水洗涤5次，放于60℃烘箱中烘干，去除丝胶和其它杂质，制得纯净的丝素纤维；然后配制10mol/L的溴化锂溶液，将溶液于50℃烘箱中恒温1小时，接着将丝素纤维置于溴化锂溶液中，在50℃烘箱中继续恒温1小时，获得丝素蛋白溶液；将丝素蛋白溶液使用5层医用纱布过滤后，装入透析袋中透析，其中透析液为去离子水，透析时间为3天，2小时换一次水；将透析好的丝素蛋白溶液重复离心3次，离心速度10000转/分钟，离心时间15分钟，得到纯净的丝素蛋白溶液；
（3）将氧化棉纤维浸渍在一定浓度的丝素蛋白溶液中，反应温度30-80℃，浴比1:50，得到丝蛋白接枝棉纤维；
（4）将丝蛋白接枝棉纤维放入一定浓度的硝酸银溶液浸渍一定时间，浴比1:50，二浸二轧，压力为1kg/m2，带液率为90%，120℃下预烘3分钟，180℃下焙烘30秒，从溶液中取出后，放入微波炉中加热5min，功率800W。
2.根据权利要求1所述的一种纳米银抗菌棉织物，其特征在于，步骤（1）所述高碘酸钠的浓度0.1-10g/L。
3.根据权利要求1所述的一种纳米银抗菌棉织物，其特征在于，步骤（3）所述丝素蛋白溶液的浓度为1-10g/L。
4.根据权利要求1所述的一种纳米银抗菌棉织物，其特征在于，步骤（4）所述硝酸银溶液的浓度为0.01-10g/L。
5.根据权利要求1所述的一种纳米银抗菌棉织物，其特征在于，步骤（4）所述浸渍时间为2h。
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