殼聚糖和銀離子整理棉織物抗菌性能對比研究

耿佃東，馬艷麗，劉 茜，錢如山，楊 娜

(上海工程技術大學，上海 201620)

殼聚糖和銀離子整理棉織物抗菌性能對比研究

耿佃東，馬艷麗，劉 茜，錢如山，楊 娜

(上海工程技術大學，上海 201620)

文章以殼聚糖和銀離子分別作為抗菌劑整理棉織物，測試了織物經兩者整理后的抗菌性能和耐洗性，分析了兩者分別對大腸桿菌和枯草桿菌的抗菌效果及產生差異的原因，得出了殼聚糖和銀離子分別在織物抗菌整理方面的優缺點。

細菌；殼聚糖；銀離子；抗菌；耐洗性

棉織物因擁有眾多優良的服用性能而備受人們的青睞，但其本身的多孔結構和較好的吸濕性能為細菌等微生物的繁殖提供了環境，導致棉織物的抗菌性能較差，因此棉織物的抗菌整理已成為國內外研究和開發的熱點。

在眾多的抗菌整理劑中，傳統的無機銀離子抗菌劑有著較好的抗菌性能，但銀離子屬于溶出型抗菌劑，整理過的織物耐洗性較差，不能形成持續的抗菌效果[1]。

作為有機抗菌劑代表之一的殼聚糖屬于天然抗菌劑，資源豐富，具有殺菌、抑菌、消炎和促進傷

口愈合的功能[2]，并且具有吸濕透氣、反應活性高、生物可降解、廣譜抗菌和安全無毒等優良特性。但是作為一種非溶出型抗菌劑，殼聚糖只能對織物本身產生抑菌作用，而對于織物以外的部分或者已感染的皮膚則不能產生較好的抗菌效果。除此之外，經殼聚糖整理的織物手感發硬也限制了在織物抗菌方面的應用[3]。

1 實驗部分

本文采用兩浸一軋的方式對棉織物進行殼聚糖和銀離子抗菌整理。

1.1 抗菌溶液的制備

將殼聚糖(工業級，脫乙酰度90%，黏均分子質量10萬，浙江省金殼化工有限公司)抗菌液的濃度變化定為：0.1 g/L、0.3 g/L、0.5 g/L、0.7 g/L、0.9 g/L、1.0 g/L、1.5 g/L；銀離子(分析純，濃度為1 mol/L,100 ml/瓶 )抗菌液的濃度變化定為：0.1 mg/L、0.3 mg/L、0.5 mg/L、0.7 mg/L、0.9 mg/L、1.0 mg/L、1.5 mg/L，分別進行抗菌溶液的制備。由于溶液的pH對于抗菌效果有著較大的影響，通過查資料將溶液的pH確定在pH=6這個水平。

根據制定好的抗菌劑濃度，將一定量的殼聚糖或硝酸銀置于燒杯中，加入蒸餾水進行攪拌溶解，用檸檬酸調解pH至6，先用磁力攪拌儀攪拌20 min，再用超聲波震蕩儀在水溫60℃的條件下震蕩30 min，最后靜置30 min制備成抗菌劑溶液。

1.2 織物的整理工藝

棉織物經過兩浸一軋(抗菌整理液浴比1∶30，軋余率80%)→預烘(溫度80℃，時間180 s)→焙烘(溫度120℃，時間120 s)，完成織物的整理工藝。

1.3 織物的抗菌性能測試

根據GB/T20944.3—2008《紡織品抗菌性能的評價》中的試驗方法對整理過的棉織物進行抗菌性能測試。該測試所選用的菌種為大腸桿菌和枯草桿菌。

2 實驗結果與分析

2.1 殼聚糖對棉織物的抗菌整理

不同濃度的殼聚糖對棉織物進行抗菌整理及整理后織物的耐洗性結果如表1和圖1所示。

表1 殼聚糖濃度和織物洗滌次數對織物抗菌率的影響

圖1 殼聚糖濃度和織物洗滌次數對織物抗菌率的影響

殼聚糖濃度和織物洗滌次數對織物抗菌率均有一定影響，從圖1可以看出，經過殼聚糖整理的棉織物抗菌率有明顯提高，說明了殼聚糖有著較好的抗菌效果。在溶液pH值保持一定時，隨著殼聚糖濃度的增加，織物的抗菌率逐漸提高，當到達一定程度時，隨著殼聚糖濃度的提高，織物的抗菌率逐漸保持在一個固定范圍。這是因為當殼聚糖的濃度較小時，織物吸附的殼聚糖較少，抗菌效果不明顯，隨著殼聚糖濃度的增加，越來越多的殼聚糖被吸附到織物上，織物的抗菌效果逐漸增強。當殼聚糖的濃度增加到一定程度時，殼聚糖與織物的結合達到飽和，織物上吸附的殼聚糖不再有較大的變化。

對于不同種類的細菌，達到最佳抗菌效果時的殼聚糖濃度是不同的，殼聚糖濃度在0.3 g/L時，織物對大腸桿菌的抗菌效果較好，對枯草桿菌，最好的抗菌效果的殼聚糖濃度為0.6 g/L。產生這種差別的原因是：殼聚糖對革蘭氏陰性菌的抗菌效果要優于革蘭氏陽性菌，本實驗中大腸桿菌和枯草桿菌分別作為革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌的代表。

對抗菌整理后的織物進行20次水洗后，織物的抗菌率有所下降，但下降的幅度并不大，織物依然能夠保持60%的抗菌率，說明經殼聚糖整理的織物有著較好的耐洗性。這是因為殼聚糖的分子結構上存在-NH2和-OH，因此易于吸附在棉織物上，進入纖維內部，形成氫鍵和共價鍵，從而提高了和棉織物結合的能力[4]。

2.2 銀離子對棉織物的抗菌整理

不同濃度的銀離子對棉織物進行抗菌整理及整理后織物的耐洗性結果的影響如表2和圖2所示。

表2 銀離子濃度和織物洗滌次數對織物抗菌率的影響

由圖2可知，銀離子抗菌劑對于大腸桿菌和枯草桿菌均有著相似且較高的抗菌率，說明銀離子具有廣譜抗菌性。

圖2 銀離子濃度和織物洗滌次數對織物抗菌率的影響

在溶液pH值保持一定時，隨著銀離子濃度的增加，織物的抗菌率先增加，然后輕微下降并達到平衡。這是因為當溶液中銀離子濃度較小時，織物吸附的銀離子較少，抗菌率較低，隨著溶液中銀離子濃度的增加，織物吸附的銀離子增多，抗菌效果較好。當織物吸附的銀離子達到飽和時，隨著溶液中銀離子濃度的增加，織物的抗菌率不再增加，當溶液的銀離子濃度在0.5 mg/L時，經過整理的織物抗菌率最高，織物的抗菌效果最好。

對織物進行20次水洗后，織物的抗菌率下降十分明顯，這說明銀離子的耐洗性較差。

3 結論

3.1 通過實驗可以發現，殼聚糖對于大腸桿菌的抗菌效果明顯優于枯草桿菌，而銀離子對于兩種細菌均有較好的抗菌效果。

3.2 殼聚糖在濃度為0.3 g/L時，經過抗菌溶液整理的織物對大腸桿菌的抗菌效果最好；殼聚糖濃度為0.6 g/L時，經過整理的織物對枯草桿菌的抗菌效果最好。

3.3 當銀離子濃度為0.5 mg/L時，經過整理的織物對大腸桿菌和枯草桿菌均有較好的抗菌效果。

3.4 經過20次的耐洗實驗發現，殼聚糖抗菌液整理的織物的耐洗性明顯優于銀離子。

3.5 實驗表明織物經殼聚糖整理后耐洗性較好,而廣譜抗菌效果則不如銀離子；銀子的廣譜抗菌效果較好而織物的耐洗性較差。結合殼聚糖和銀離子各自的優缺點，進而可以通過兩者的復合探究出最優的抗菌整理工藝。

[1] 郭登峰，郭臘梅.殼聚糖-銀復合抗菌整理劑及對棉非織造布的抗菌整理[J].印染助劑，2007,24(8)：38—42.

[2] 王英灃，畢松梅，閆琳，等.載銀殼聚糖抗菌劑制備的最優工藝探討[J].河南工程學院學報(自然科學版)，2013,25(1)：38—41.

[3] 伏宏彬，金燦，任建華，等.棉針織物納米銀/殼聚糖抗菌整理[J].印染，2011,37(4):29—31.

[4] 張雨菲.殼聚糖納米銀溶液的制備及其在棉織物上的應用[D].杭州：浙江大學，2010.

Comparative Study on Anti-bacterial Properties of Cotton Fabric Finished with Chitosan and Silver Ion

GengDiandong,MaYanli,LiuQian,QianRushan,YangNa

(Shanghai University of Engineering Science,Shanghai 201620,China)

In this paper,chitosan and silver ion were used respectively as antibacterial agents to finish cotton fabric. Both antibacterial property and washing resistance were tested,then the effects and causes of differences against escherichia. coli and bacillus subtilis between Chitosan and Silver were analyzed,Finally the advantages and disadvantages of chitosan and silver ion were obtained in antibacterial finishing.

bacteria;chitosan;silver ion;anti-bacteria;washing resistance

2014-10-18

上海工程技術大學市級大學生創新訓練項目(cs1309002)

耿佃東(1991—)，男，山東濱州人，學士。

TS101

A

1009-3028(2015)01-0045-03