多氨基化合物在位还原纳米银整理真丝绸的工艺研究|真丝绸

　　本文研究了多氨基化合物(RSD)浓度、AgNO3浓度、汽蒸时间以及浸渍时间等工艺条件对真丝绸的白度、银含量的影响,得出了汽蒸纳米银整理真丝绸的较优工艺。抑菌圈和抑菌率的测试结果表明:稀释 5 倍后的较优工艺整理真丝绸具有优异的抗菌性能。
　　Factors of concentration of RSD, silver nitrate, steaming temperature and the dipping time were studied which affected the content of nanosilver and the whiteness of the finished silk, the optimum technology was showed in this article. The result of the inhibition zone and the antibacterial rate indicated that the silk fabric which was finished by the 5 times diluted optimum technology showed highly antibacterial effect.
　　
　　在真丝绸的抗菌性能研究中,根据在位还原法原理,采用实验室自制多氨基化合物(RSD)还原Ag+,直接在真丝绸表面生成纳米银,通过测试与分析得出了整理真丝绸具有优良的抗菌性能。
　　
　　1实验部分
　　
　　1.1材料和设备
　　织物:桑蚕丝电力纺(64 g/m2)。
　　药品:多氨基化合物(简称RSD,实验室自制),硝酸银、硝酸均为分析纯(AR级以上),营养琼脂、营养肉汤均为生化试剂(上海中科昆虫生物技术开发有限公司),大肠杆菌和金黄色葡萄球菌(苏州大学生命科学学院)。
　　设备:KQ � 250 DE型数控超声波清洗器,Ultrascan XE测色仪(美国HunterLab公司),WD � 5型全自动白度仪(北京市兴光测色仪器公司),Vista MPX 电感耦合等离子体原子发射光谱仪(美国瓦里安公司),LRH � 250A生化培养箱(广东省医疗器械厂),150 A生化培养箱、SHZ � 82 A数显测速恒温摇床(苏州威尔实验用品有限 公司)。
　　1.2整理工艺
　　真丝绸浸入不同浓度的AgNO3与RSD的混合整理液中,采用二浸二轧工艺,汽蒸不同时间,水洗后直接晾干。
　　1.3测试方法
　　(1)织物白度
　　用WD � 5型全自动白度仪测定织物白度。
　　(2)织物的吸收曲线
　　采用Ultrascan XE测色仪测量整理真丝绸表面不同波长处吸收值,10°视野,D 65 光源,试样折叠 4 层。
　　(3)织物上银含量
　　将 50 mg纳米银整理织物用 10 mL浓硝酸(65%)溶解,再用水稀释 10 倍。将得到的溶液用电感耦合等离子体原子发射光谱仪测量其在银的波段(328 nm)上的值,在此基础上计算织物上银的含量。
　　(4)抗菌效果耐洗性
　　参照FZ/T 73023 ― 2006《抗菌针织品》中附录C的简化洗涤条件及程序,对待测整理真丝绸进行 50 次标准洗涤。
　　洗涤条件及步骤:用 2 g/L标准合成洗涤剂,浴比 1∶30,水温 40 ℃ ± 3 ℃,投入试样,洗涤 5 min,然后,在常温下用自来水清洗 2 min,计为洗涤 1 次。
　　(5)织物抗菌性能
　　① 抑菌圈测试
　　参照FZ/T 73023 ― 2006《抗菌针织品》中附录E,以晕圈法测定织物的抗菌圈宽度。
　　② 抑菌率测试
　　参照FZ/T 73023 ― 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,按式(1)计算:
　　式(1)中:A为未整理织物上的活菌数,B为整理织物上的活菌数。
　　
　　2 结果与讨论
　　
　　由于银体系对织物进行抗菌处理时,很容易发生氧化,生成氧化银,使布面颜色发黑,所以将织物白度作为另一个评判指标,其中真丝空白样的白度为 90.79。
　　2.1不同工艺条件对真丝绸的影响
　　2.1.1RSD浓度对真丝绸的影响
　　取 0.085 g/L的AgNO3,分别与 100 mL浓度为 0.5、1、2、3、4 g/L的RSD溶液混合整理真丝绸,汽蒸时间为 30 min,浸渍时间为 5 min,得出试样依次记为a、b、c、d和e(图 1、表 1)。
　　从图 1 看出在波长 400 ～ 420 nm处,a、b、c、d和e存在明显的吸收峰,峰值随着RSD浓度的变化先增大后减小,但变化幅度不是很明显。由表 1 可知,随着RSD浓度的增加,真丝绸的白度不断下降。前者是因为RSD浓度较小时,结合到布面上的Ag+被全部还原成纳米银,但浓度过高时,由于布面的RSD量较多,其表面大量的氨基、亚胺基与Ag+络合成银氨络合物,作用力相对较大,汽蒸后部分被还原成纳米银,因此在吸收曲线上表现为增大后减小。后者是由于未被还原的Ag+被氧化成黑色的氧化银,以及纳米银本身呈现亮黄色,故织物的白度下降。
　　结合图 1 和表 1,根据银含量和白度对抗菌效果的影响,当RSD浓度为 2 g/L时,真丝绸表面纳米银的吸收峰值最高,且此时白度相对下降较小。因此,RSD浓度取 2 g/L为较优条件。
　　2.1.2AgNO3浓度对真丝绸的影响
　　取RSD浓度为 2 g/L,分别与 0.017、0.051、0.085、0.136、0.17、0.255 g/L的AgNO3混合整理真丝绸,浸渍时间为 5 min,汽蒸时间为 30 min,得出试样依次记为a、b、c、d、e和f(图 2、表 2)。
　　图 2 为汽蒸纳米银整理真丝绸在不同波长处的吸收值。从图 2 看出在波长 400 ～ 420 nm处,b、c、d、e和f存在明显的吸收峰(即为纳米银的吸收峰),且峰值随AgNO3浓度增加而逐渐增大,变化幅度比较明显。由表 2 可知,随着AgNO3体积的增加,真丝绸的白度不断下降。结合图 2 和表 2,根据银含量和白度对抗菌效果的影响,当AgNO3的浓度为 0.085 g/L时,真丝绸表面出现明显的吸收峰,且白度变化较小。因此,AgNO3浓度取 0.085 g/L时为较优条件。
　　2.1.3汽蒸时间对真丝绸的影响
　　取 100 mL的 2 g/L的RSD与0.085 g/L的AgNO3混合整理真丝绸,浸渍时间为 5 min,分别汽蒸 0、5、10、20、30、60 min,得到试样依次记为a、b、c、d、e和f(图 3、表 3)。
　　图 3 为汽蒸不同时间的真丝绸在不同波长处的吸收值。从图 3 看出在波长 400 ～ 420 nm处,b、c、d、e和f存在明显的吸收峰(即为纳米银的吸收峰),且峰值逐渐变大,变化幅度较明显。由表 3 可知,随着汽蒸时间的变长,真丝绸的白度下降非常明显,这是因为纳米银呈现亮黄色的缘故。根据汽蒸时间对产量,银含量对白度以及抗菌效果的的影响,由图 3 和表 3 知,汽蒸 30 min时,吸收峰值较高且白度变化相对较好。因此,汽蒸时间取 30 min为较优工艺。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 　　2.1.4浸渍时间对真丝绸的影响
　　取 100 mL的 2 g/L的RSD与 0.085 g/L的AgNO3混合整理真丝绸,分别浸渍 0、5、10、30、60 min,然后汽蒸 30 min,得到试样依次记为a、b、c、d和e(图 4、表 4)。
　　图 4 为不同浸渍时间的真丝绸在不同波长处的吸收值。从图 4 看出在波长 400 ～ 420 nm处,b、c、d和e存在明显的吸收峰,且峰值逐渐变大,变化幅度明显。从表 4 可知,随着浸渍时间的延长,真丝绸的白度下降非常明显,这是因为纳米银呈亮黄色,以及Ag+氧化成黑色氧化银。根据图 4 和表 4 知,浸渍时间在 5 ～ 30 min之间时,吸收峰值变化不明显,而在 5 min时,织物白度较好。因此,综合考虑,浸渍时间取 5 min为较优工艺。
　　综上所述,汽蒸纳米银整理真丝绸的较优工艺为:RSD浓度为 2 g/L,AgNO3浓度为 0.085 g/L,浸渍时间为5 min,汽蒸时间为 30 min。
　　2.2整理真丝绸的抗菌性能
　　2.2.1整理真丝绸的抑菌圈(图 5)
　　从图 5(I)和(II)看出,空白样品(平皿最中间样品,未经任何整理的真丝绸)的周围没有抑菌圈出现,而整理的真丝绸周围出现明显的抑菌圈,其中较优工艺整理织物对金黄色葡萄球菌的抑菌圈平均直径为 8.05 mm,大肠杆菌的抑菌圈平均直径为 8.85 mm;稀释 5 倍后整理织物对金黄色葡萄球菌的抑菌圈平均直径为 7.9 mm,大肠杆菌的抑菌圈平均直径为 8.3mm,说明汽蒸纳米银整理的真丝绸具有良好的抑菌效果。
　　2.2.2整理真丝绸的抑菌率
　　选用革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌中最具有代表性的两个菌种即大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作为测试菌种,对采用较优工艺和较优工艺稀释 5 倍后整理的真丝绸进行抑菌率的测试(表 5)。
　　由表 5 可看出,经较优工艺整理后真丝绸的银含量达到 495.712 mg/kg,白度下降比较明显,但对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率达到 99.99%,经稀释 5 倍的整理液处理得到的织物上的银含量为 126.48 mg/kg,白度影响较小,且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有优良的抑菌效果,其中金黄色葡萄球菌的抑菌率为 99.685%,大肠杆菌抑菌率为 99.986%。说明即使采用低浓度处理,整理后织物的抑菌效果仍然很好,且织物的白度下降不明显。
　　
　　3结论
　　
　　(1)在位还原纳米银整理真丝绸的较优工艺为:RSD浓度为 2 g/L,AgNO3浓度为 0.085 g/L,浸渍时间为5 min,汽蒸时间为 30 min。
　　(2)采用稀释 5 倍后整理的真丝绸具有优良的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌的抑菌率为 99.685%,大肠杆菌抑菌率为 99.986%,且白度变化较小。
　　
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