CN107641965A - 一种抗菌防静电整理剂的制备工艺及其制成的珊瑚绒面料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抗菌防静电整理剂的制备工艺及其制成的珊瑚绒面料，制备丝素蛋白纳米纤维‑纳米银溶胶：将硝酸银溶液放入上述制备的丝素蛋白纳米纤维凝胶中，在冰浴条件下搅拌5‑15min，调节溶液pH值，使溶液PH值为5‑6，反应溶液立即变成金黄色，持续搅拌25‑35min，反应结束后将溶液离心清洗2‑3次，即制得丝素蛋白纳米纤维‑纳米银溶胶。减少对环境的污染，更加绿色环保。丝素蛋白纳米结构容易渗透到珊瑚绒面料纤维内部，生产出的整理剂通过水热化学反应应用在珊瑚绒面料上，具有抗菌防静电功能，并能够持久、反复抵抗摩擦、水洗、腐蚀等外力作用，保持其功能的长久性。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗菌防静电的整理剂的制备工艺。
背景技术
中国是产丝大国，每年由缫丝、织绸、服装等企业产生的蚕丝下脚料63100吨以上，包括废丝、废绸及服装边角料，传统上被应用于绢纺等领域，但这些产品工艺复杂、产品附加值低，严重制约了该领域的发展。新环境下，丝绸作为我国的传统产业，面临产业结构转型升级，绿色、合理地利用蚕丝下脚料为原料，开发经济环保、附加值高的功能产品，一直是国内外茧丝绸行业研究开发的重大课题。下脚料蚕丝是由20％-30％的丝胶和70％-80％丝素组成，其中丝素蛋白是天然高分子纤维蛋白，具有良好的生物相容性、可降解性、机械稳定性和光学性能，同时具有较好的透气透湿、亲肤性，已被广泛应用于服装、护肤美肤的化妆品等领域。
珊瑚绒是一种新型面料，大多是以涤纶纤维DTY150d/288f、DTY150d/144f为原料，丝纤度细，弯曲模量小，织物质地细腻，手感柔软，色彩丰富，外形美观、呈珊瑚状的覆盖性好的纺织面料，且价格低廉，被广泛地用在睡袍、婴儿制品、服装、鞋帽、玩具、家居饰品等方面的用料，深受市场欢迎。但珊瑚绒面料自身存在一定的缺陷，由于吸湿性能较差，易起静电，不适合皮肤干燥、易过敏者和哮喘者使用。而国内外对于珊瑚绒面料的产品进行了改良和升级，主要在设计方面进行创新，如增加了“剪花”、“喷气压花”、“胶印压花”等工艺，增添了层次感，但针对其本身的吸湿性能差的特点进行功能性改进的还没有。
目前，经过检索发现，国内外的一些专家学者已经将丝素蛋白作为还原剂与稳定剂，与纳米金属颗粒共混纺丝，如Mark Cronin-Golomb等将丝素蛋白溶液与纳米金颗粒共混，烘干得到薄膜，并与热电芯片相连接；Robert Langer等将丝素蛋白和纳米金种子共混静电纺，提高了丝素蛋白纳米纤维表面的粗糙度，利于细胞的生长；董柏举等利用丝素蛋白的一种纳米结构-丝素蛋白纳米纤维为稳定剂和模板制备丝素蛋白-纳米金复合材料，用于电子器件等领域。此外，Zhengzhong Shao课题组利用与丝素蛋白氨基酸排列相似的多肽合成纳米金整理织物，但洗涤后，丝素蛋白容易脱落，持久性较差。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种抗菌防静电整理剂的制备工艺及其制成的珊瑚绒面料，生产出的整理剂通过水热化学反应应用在珊瑚绒面料上，具有抗菌防静电功能，并能够持久、反复抵抗摩擦、水洗、腐蚀等外力作用，保持其功能的长久性。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种抗菌防静电整理剂的制备工艺，包括：
第一步，制备丝素蛋白纳米纤维：选择缫丝以及蚕丝的下脚料及废弃物为原料，在碳酸钠水溶液中脱胶，得到丝素蛋白溶液；将丝素蛋白溶液倒入烧杯，放置在烘箱中快速浓缩，然后将浓缩液用超纯水稀释成溶液，搅拌均匀，然后再放置在烘箱中热处理，使丝素溶液变为凝胶状态，丝素蛋白纳米颗粒转变为丝素蛋白纳米纤维，放在40℃冰箱中备用，以此为还原剂和稳定剂合成纳米银颗粒；
第二步，制备丝素蛋白纳米纤维-纳米银溶胶：将硝酸银溶液放入上述制备的丝素蛋白纳米纤维凝胶中，在冰浴条件下搅拌5-15min，调节溶液pH值，使溶液PH值为5-6，反应溶液立即变成金黄色，持续搅拌25-35min，反应结束后将溶液离心清洗2-3次，即制得丝素蛋白纳米纤维-纳米银溶胶。
优选地，第一步中，放置在烘箱中快速浓缩的温度为55-65℃，放置在烘箱中热处理的温度为55-65℃。
优选地，第一步中，放置在烘箱中快速浓缩的温度为60℃，放置在烘箱中热处理的温度为60℃。
优选地，第二步中，在冰浴条件下搅拌10min，调节溶液pH值至5.5。
优选地，在第一步中，制备的丝素蛋白纳米纤维的直径为10-50nm，长度为20-50μm，且分散均匀。
优选地，丝素蛋白纳米纤维-纳米银凝胶中纳米银的颗粒尺寸为80-100nm。
一种抗菌防静电珊瑚绒面料，将上述制成的丝素蛋白纳米纤维-纳米银溶胶在水热化学反应中沉积于珊瑚绒面料的表面，使珊瑚绒面料的表面形成丝素蛋白纳米纤维-纳米银溶胶层。使其具有抗菌及防静电功能的功能，有效地解决珊瑚绒面料存在的静电问题，提高珊瑚绒面料的附加值，扩大其应用领域。
如上所述，本发明的一种抗菌防静电整理剂的制备工艺及其制成的珊瑚绒面料，具有以下有益效果：将绿色自组装的丝素蛋白纳米纤维-纳米银溶液用于珊瑚绒面料的功能化改性，改善珊瑚绒面料的吸湿透气性和抗菌性能，获得附加值高、价格便宜的功能性珊瑚绒面料，提升蚕丝废弃物利用的经济效益，对纺织产业的转型升级具有重要意义。减少对环境的污染，更加绿色环保。丝素蛋白纳米结构容易渗透到珊瑚绒面料纤维内部，生产出的整理剂通过水热化学反应应用在珊瑚绒面料上，具有抗菌防静电功能，并能够持久、反复抵抗摩擦、水洗、腐蚀等外力作用，保持其功能的长久性。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
具体实施例1：
第一步，制备丝素蛋白纳米纤维：选择缫丝以及蚕丝的下脚料及废弃物为原料，在碳酸钠水溶液中脱胶，得到丝素蛋白溶液；将丝素蛋白溶液倒入烧杯，放置在烘箱中快速浓缩，烘箱温度60℃，然后将浓缩液用超纯水稀释成溶液，搅拌均匀，然后再放置在烘箱中热处理，烘箱温度60℃，使丝素溶液变为凝胶状态，丝素蛋白纳米颗粒转变为丝素蛋白纳米纤维，放在40℃冰箱中备用，以此为还原剂和稳定剂合成纳米银颗粒；
第二步，制备丝素蛋白纳米纤维-纳米银溶胶：将硝酸银溶液放入上述制备的丝素蛋白纳米纤维凝胶中，在冰浴条件下搅拌10min，调节溶液pH值，使溶液PH值为5.5，反应溶液立即变成金黄色，持续搅拌30min，反应结束后将溶液离心清洗2次，即制得丝素蛋白纳米纤维-纳米银溶胶。
制备的丝素蛋白纳米纤维的直径为40nm，长度为25μm，且分散均匀。
丝素蛋白纳米纤维-纳米银凝胶中纳米银的颗粒尺寸为80-100nm。
具体实施例2：
与具体实施例1的区别在于，第一步中，放置在烘箱中快速浓缩的温度为55℃，放置在烘箱中热处理的温度为55℃。第二步中，在冰浴条件下搅拌5min，调节溶液pH值至5。
具体实施例3：
与具体实施例1，第一步中，放置在烘箱中快速浓缩的温度为65℃，放置在烘箱中热处理的温度为65℃。第二步中，在冰浴条件下搅拌15min，调节溶液pH值至6。
具体实施例4：
与具体实施例2的区别在于：在第一步中，制备的丝素蛋白纳米纤维的直径为10nm，长度为20μm，且分散均匀。
一种抗菌防静电珊瑚绒面料，将上述制成的丝素蛋白纳米纤维-纳米银溶胶在水热化学反应中沉积于珊瑚绒面料的表面，使珊瑚绒面料的表面形成丝素蛋白纳米纤维-纳米银溶胶层。使其具有抗菌及防静电功能的功能，有效地解决珊瑚绒面料存在的静电问题，提高珊瑚绒面料的附加值，扩大其应用领域。
利用与丝素蛋白氨基酸排列相似的C12-GAGAGAGY多肽自组装，合成纳米银颗粒与丝素蛋白纳米纤维的凝胶，该凝胶因丝素蛋白表面的络氨酸，对Ag(I)银颗粒起到还原、稳定作用，溶液具有较好的杀菌效果与稳定性。珊瑚绒面料是一种新型面料，但由于其表面不亲水，透湿性差，舒适性差，大大限制了使用范围。因此，将自组装纳米结构的丝素蛋白纳米纤维-纳米银凝胶整理珊瑚绒面料，不仅具备抗菌性能，同时具有蚕丝蛋白的亲肤性、高吸湿性、抗静电性等优良特点。该面料的成功研发，不仅可以有效地提高珊瑚绒面料的附加值、扩大其应用领域，而且，对缫丝以及蚕丝的下脚料及废弃物进行回收、开发，综合利用，实现生产的节能减排、绿色环保，最终为企业提供新型产品和生产方法，为消费者提供更环保、美观的功能性珊瑚绒面料。同时，在丝素蛋白纳米纤维-纳米银凝胶的制备过程，采用自组装工艺，不加任何分散剂、助剂等，整个制备过程更加生态、环保。
将制得的整理剂应用在珊瑚绒面料上，然后采样进行测试。
通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见光吸收光谱(UV-vis)、马尔文粒度仪进行面料分析，观察丝素蛋白纳米纤维-纳米银凝胶颗粒的尺寸。
抗菌、防静电珊瑚绒面料性能测试，其中抗菌性能参照FZ/T73023-2006《抗菌针织品》中附录D，以振荡法测定织物的抗菌性能。所用菌种为大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，试样的抗菌性能以抑菌率表示。附录C的简化洗涤条件及程序，对待测整理织物进行50次标准洗涤。经测试发现，改性后的珊瑚绒面料抗菌性能达到90％以上，经50次洗涤后，抗菌耐洗性在80％以上。在标准温湿度条件下，改性后珊瑚绒面料的回潮率在6％以上。
综上所述，本发明提供了一种抗菌防静电整理剂的制备工艺及其制成的珊瑚绒面料，将绿色自组装的丝素蛋白纳米纤维-纳米银溶液用于珊瑚绒面料的功能化改性，改善珊瑚绒面料的吸湿透气性和抗菌性能，获得附加值高、价格便宜的功能性珊瑚绒面料，提升蚕丝废弃物利用的经济效益，对纺织产业的转型升级具有重要意义。减少对环境的污染，更加绿色环保。丝素蛋白纳米结构容易渗透到珊瑚绒面料纤维内部，生产出的整理剂通过水热化学反应应用在珊瑚绒面料上，具有抗菌防静电功能，并能够持久、反复抵抗摩擦、水洗、腐蚀等外力作用，保持其功能的长久性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种抗菌防静电整理剂的制备工艺，其特征在于，
第一步，制备丝素蛋白纳米纤维：选择缫丝以及蚕丝的下脚料及废弃物为原料，在碳酸钠水溶液中脱胶，得到丝素蛋白溶液；将丝素蛋白溶液倒入烧杯，放置在烘箱中快速浓缩，然后将浓缩液用超纯水稀释成溶液，搅拌均匀，然后再放置在烘箱中热处理，使丝素溶液变为凝胶状态，丝素蛋白纳米颗粒转变为丝素蛋白纳米纤维，放在40℃冰箱中备用，以此为还原剂和稳定剂合成纳米银颗粒；
第二步，制备丝素蛋白纳米纤维-纳米银溶胶：将硝酸银溶液放入上述制备的丝素蛋白纳米纤维凝胶中，在冰浴条件下搅拌5-15min，调节溶液pH值，使溶液PH值为5-6，反应溶液立即变成金黄色，持续搅拌25-35min，反应结束后将溶液离心清洗2-3次，即制得丝素蛋白纳米纤维-纳米银溶胶。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌防静电整理剂的制备工艺，其特征在于，第一步中，放置在烘箱中快速浓缩的温度为55-65℃，放置在烘箱中热处理的温度为55-65℃。
3.根据权利要求2所述的一种抗菌防静电整理剂的制备工艺，其特征在于，第一步中，放置在烘箱中快速浓缩的温度为60℃，放置在烘箱中热处理的温度为60℃。
4.根据权利要求2所述的一种抗菌防静电整理剂的制备工艺，其特征在于，第二步中，在冰浴条件下搅拌10min，调节溶液pH值至5.5。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌防静电整理剂的制备工艺，其特征在于，在第一步中，制备的丝素蛋白纳米纤维的直径为10-50nm，长度为20-50μm，且分散均匀。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌防静电整理剂的制备工艺，其特征在于，丝素蛋白纳米纤维-纳米银凝胶中纳米银的颗粒尺寸为80-100nm。
7.一种抗菌防静电整理剂制成的珊瑚绒面料，将制成的丝素蛋白纳米纤维-纳米银溶胶在水热化学反应中沉积于珊瑚绒面料的表面，使珊瑚绒面料的表面形成丝素蛋白纳米纤维-纳米银溶胶层。
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