CN107974726A - 一种纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法 - Google Patents

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宋宏年
徐山青
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Abstract

本发明提供了一种纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法，采用给蚕喂食含有纳米银的桑叶或饲料，利用蚕自身的吸收功能使纳米银进入蚕的绢丝腺，通过蚕吐丝结茧得到含有纳米银的抗菌复合纤维，不需要使用化学试剂，绿色环保，且可以使蚕丝纤维获得稳定持久的抗菌性能。

Description

一种纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及蚕丝纤维领域，尤其涉及一种纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法。
背景技术
蚕丝是人类最早使用的动物纤维之一。熟蚕结茧时由绢丝腺分泌的绢丝液，经蚕的吐丝口排除体外，在空气中凝固硬化而得到的连续长纤维。蚕丝纤维是纯天然动物蛋白纤维，其织物穿着时非常舒适，手感柔软光滑、亲肤、吸湿性好、透气性好，还具有抗静电的效果，有“人体第二肌肤”的美誉，被业界誉为“纤维皇后”。同时，蚕丝纤维还具有很好的生物相容性，在纺织、医学、化妆品及生物领域都有广泛的应用。
但是，在潮湿环境中，蚕丝纤维表面容易滋生细菌和霉菌。细菌和霉菌会分泌蛋白酶把蛋白质分解成自身生长繁殖所需的养料，引起蚕丝织物的变色、变形、霉腐，严重影响蚕丝织物的品质。因此，开发天然抗菌蚕丝纤维有很十分重要的意义并具有广阔的应用前景。
在目前的抗菌技术中，主要的抗菌剂有天然、有机和无机类，不同抗菌剂具有不同的应用领域。其中，无机抗菌剂不仅抗菌能力强、耐久性好，而且具有很好的安全性和耐热性，应用纺织领域应用最为广泛。无机抗菌剂可分为银系、铁系、铜系、锌系等。其中，银系抗菌剂由于其优异的抗菌能力和安全性，是目前使用最广泛的无机抗菌剂。随着纳米技术的发展，把银离子或金属银转换为纳米银后，表现出明显的小尺寸效应、表面效应和宏观隧道效应，活性极强，有超强的抗菌能力。纳米银作为一种新型绿色环保的抗菌剂，在纺织行业有非常好的应用前景。迄今为止，采用纳米银对蚕丝纤维进行改性处理的方法主要有两种：一种是先制备纳米银颗粒或纳米银胶，然后修饰在纤维或织物表面；另一种是在纤维或织物表面直接还原修饰纳米银材料。上述两种方法都属于后整理加工方法，需要使用大量化学试剂，整理加工过程不环保，且存在整理效果耐洗性不佳的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法，制备出的抗菌蚕丝复合纤维具有较强的抗菌效果，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率都大于99.9％。
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法，包括步骤如下：
步骤一、准备含有纳米银的桑叶或饲料，将含有纳米银的桑叶或饲料喂食蚕；
步骤二、将蚕吐出的蚕丝缫出并脱胶，得到纳米银蚕丝抗菌复合纤维。
优选地，所述含有纳米银的桑叶或饲料的制备方法包括以下步骤：
步骤S1、将纳米银颗粒分散于蒸馏水中，得到纳米银水溶液；
步骤S2、对所述纳米银水溶液进行超声处理15～30分钟，使所述纳米银颗粒在蒸馏水中均匀分散，获得纳米银溶液。
步骤S3、将所述纳米银溶液均匀喷洒在桑叶表面获得含有纳米银的桑叶或将所述纳米银溶液与饲料搅拌均匀，获得含有纳米银溶液的饲料，其中，所述纳米银溶液的质量为饲料质量的2～3倍。
优选地，所述纳米银溶液的质量百分数为0.001～0.01％，纳米银的粒径为10～100nm。
优选地，在蚕一龄到四龄期间喂食未添加纳米银的桑叶或蚕饲料，在蚕五龄第二天开始喂食所述含纳米银的桑叶或饲料，直至蚕上簇结茧。
优选地，对蚕吐出的蚕茧采用红外线在90～100℃中烘干。
优选地，将所述蚕茧放置在纯净水中加热，在水温达到80℃时加入质量百分数为0.5％的硅酸钠溶液，煮沸并不断搅拌；将所述蚕茧捞出放置在40～45℃的温水中理出蚕茧的正绪，将若干蚕茧的正绪合并缫丝，获得生丝。
优选地，将所述生丝置于Na2CO3水溶液中煮沸，用去离子水清洗并在室内自然风干。
优选地，所述Na2CO3水溶液的质量百分数为0.5～1％，煮沸时间为20～30分钟。
在本发明实施例提供的纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法中，采用给蚕喂食含有纳米银的桑叶或饲料，利用蚕自身的吸收功能使纳米银进入蚕的绢丝腺，通过蚕吐丝结茧得到含有纳米银的抗菌复合纤维，不需要使用化学试剂，绿色环保，且可以使蚕丝纤维获得稳定持久的抗菌性能。
附图说明
图1为本发明一实施例中纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。
具体的，本实施例中提出了一种纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一、准备含有纳米银的桑叶或饲料，将含有纳米银的桑叶或饲料喂食蚕；
步骤二、将蚕吐出的蚕丝缫出并脱胶，得到纳米银蚕丝抗菌复合纤维。
其中，所述含有纳米银的桑叶或饲料的制备方法包括以下步骤：
步骤S1、将纳米银颗粒分散于蒸馏水中，得到纳米银水溶液；
步骤S2、对所述纳米银水溶液进行超声处理15～30分钟，使所述纳米银颗粒在蒸馏水中均匀分散，获得所述纳米银溶液。所述纳米银溶液的质量百分数为0.001～0.01％，纳米银的粒径为10～100nm。
步骤S3、将所述纳米银溶液均匀喷洒在桑叶表面获得含有纳米银的桑叶或将所述纳米银溶液与饲料搅拌均匀，获得含有纳米银溶液的饲料，其中，所述纳米银溶液的质量为饲料质量的2～3倍。
在蚕一龄到四龄期间喂食未添加纳米银的桑叶或蚕饲料，在蚕五龄第二天开始喂食所述含纳米银的桑叶或饲料，直至蚕上簇结茧。对蚕吐出的蚕茧采用红外线在90～100℃中烘干。将所述蚕茧放置在纯净水中加热，在水温达到80℃时加入质量百分数为0.5％的硅酸钠溶液，煮沸并不断搅拌；将所述蚕茧捞出放置在40～45℃的温水中理出蚕茧的正绪，将若干蚕茧的正绪合并缫丝，获得生丝。将所述生丝置于Na2CO3水溶液中煮沸，用去离子水清洗并在室内自然风干。所述Na2CO3水溶液的质量百分数为0.5～1％，煮沸时间为20～30分钟。
制备获得的蚕丝纤维在脱胶之后的断裂比强度为2.9-3.2cN/dtex，断裂伸长率为12-15％，其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率都大于99.9％。
综上，本发明制备的具有天然功能性的纳米银蚕丝抗菌复合纤维可以使蚕丝纤维获得稳定持久的抗菌性能，不需要使用化学试剂，绿色环保，是一种绿色高效的抗菌蚕丝纤维的制备方法。
实施例1
将粒径为10～100nm纳米银颗粒分散于蒸馏水中，得到质量百分数为0.01％纳米银溶液。将纳米银溶液进行超声处理20分钟，使纳米银颗粒在水溶液中均匀分散，之后将纳米银溶液均匀喷洒在桑叶表面。
在蚕一龄到四龄期间喂食未添加纳米银的桑叶，五龄第二天开始喂食含纳米银的桑叶，直至蚕上簇结茧。
将蚕茧在95℃红外线中烘干。将蚕茧放置在纯净水中加热，在水温达到80℃时加入质量百分数为0.5％的硅酸钠溶液，煮沸并不断搅拌；将蚕茧捞出放置在45℃的温水中，理出蚕茧的正绪，将若干蚕茧的正绪合并缫丝。将生丝置于质量百分数为0.5％的Na2CO3水溶液中煮沸，然后用去离子水清洗并在室内自然风干。
制备的纳米银蚕丝抗菌复合纤维为纳米银改性的蚕丝纤维在脱胶之后的断裂比强度为3.2cN/dtex，断裂伸长率为13％，其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率都大于99.9％。
实施例2
将粒径为10～100nm纳米银颗粒分散于蒸馏水中，得到纳米银溶液，纳米银溶液的质量百分数为0.01％。将纳米银溶液超声处理20分钟，使纳米银颗粒在水溶液中均匀分散。将纳米银溶液与蚕饲料搅拌均匀，纳米银溶液的质量为蚕饲料质量的3倍。
在蚕一龄到四龄期间喂食未添加纳米银的蚕饲料，五龄第二天开始喂食步骤一所述含纳米银的蚕饲料，直至蚕上簇结茧。
将蚕茧在95℃红外线中烘干。将蚕茧放置在纯净水中加热，在水温达到80℃时加入质量百分数为0.5％的硅酸钠溶液，煮沸并不断搅拌；将蚕茧捞出放置在45℃的温水中，理出蚕茧的正绪，将若干蚕茧的正绪合并缫丝。将生丝置于质量百分数为0.5％的Na2CO3水溶液中煮沸，然后用去离子水清洗并在室内自然风干。
所制备的纳米银蚕丝抗菌复合纤维为纳米银改性的蚕丝纤维在脱胶之后的断裂比强度为3.0cN/dtex，断裂伸长率为14％，其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率都大于99.9％。
在本发明实施例提供的纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法中，采用给蚕喂食含有纳米银的桑叶或饲料，利用蚕自身的吸收功能使纳米银进入蚕的绢丝腺，通过蚕吐丝结茧得到含有纳米银的抗菌复合纤维，不需要使用化学试剂，绿色环保，且可以使蚕丝纤维获得稳定持久的抗菌性能。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一、准备含有纳米银的桑叶或饲料，将含有纳米银的桑叶或饲料喂食蚕；
步骤二、将蚕吐出的蚕丝缫出并脱胶，得到纳米银蚕丝抗菌复合纤维。
2.如权利要求1所述的纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于，所述含有纳米银的桑叶或饲料的制备方法包括以下步骤：
步骤S1、将纳米银颗粒分散于蒸馏水中，得到纳米银水溶液；
步骤S2、对所述纳米银水溶液进行超声处理15～30分钟，使所述纳米银颗粒在蒸馏水中均匀分散，获得纳米银溶液；
步骤S3、将所述纳米银溶液均匀喷洒在桑叶表面获得含有纳米银的桑叶或将所述纳米银溶液与饲料搅拌均匀，获得含有纳米银的饲料，其中，所述纳米银溶液的质量为饲料质量的2～3倍。
3.如权利要求2所述含有纳米银的桑叶或饲料的制备方法，其特征在于，所述纳米银溶液的质量百分数为0.001～0.01％，纳米银的粒径为10～100nm。
4.如权利要求1所述的纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于，在蚕一龄到四龄期间喂食未添加纳米银的桑叶或蚕饲料，在蚕五龄第二天开始喂食所述含纳米银的桑叶或饲料，直至蚕上簇结茧。
5.如权利要求1所述的纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于，对蚕吐出的蚕茧采用红外线在90～100℃中烘干。
6.如权利要求1所述的纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于，将所述蚕茧放置在纯净水中加热，在水温达到80℃时加入质量百分数为0.5％的硅酸钠溶液，煮沸并不断搅拌；将所述蚕茧捞出放置在40～45℃的温水中理出蚕茧的正绪，将若干蚕茧的正绪合并缫丝，获得生丝。
7.如权利要求6所述的纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于，将所述生丝置于Na2CO3水溶液中煮沸，用去离子水清洗并在室内自然风干。
8.如权利要求7所述的纳米银蚕丝抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于，所述Na2CO3水溶液的质量百分数为0.5～1％，煮沸时间为20～30分钟。
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