梁整加工对甲壳素纤维抗菌性能的影响

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陈 翟，黄小华，郑鹏程

甲壳素纤维的染整加工．会使其物理和化学性质发生变化。影响其抗菌性能 本实验通过研究各种染整加工条件下纤维的物理性能和抗菌性能的变化，从而确定合理的工艺条件。同时．确定含量不同的甲壳素与棉、毛纤维混纺的抗菌效果。
本实验中．金黄色葡萄球菌和大肠杆菌分别为革兰阳性菌和革兰阴性菌．前者常引起疖、痈和毛囊炎等皮肤感染．后者是最为常见的泌尿道感染病原菌。GBl5979—2002标准是针对一次性使用卫生用品抗菌检测。由于试验的甲壳素纤维常与棉、毛等混纺作为抗菌内衣使用．往往需要与人体较长时间的接触，并需要重复使用。因此．其抗菌性能的一个重要方面就是它能否抑制细菌的生长．或是减慢细菌的繁殖速率，而并不仅仅是杀死细菌 为了模仿细菌在人体皮肤表面的生存状况．我们把三角烧瓶中的PBS换成含1‰ 肉汤的PBS．并把振荡时间改为24 h。这样更能有效的检验织物的抗菌效果。

1 材料
1．1 材料与设备
甲壳素纤维(山东青岛金湖甲壳制品有限公司)、棉纤维、毛纤维；双氧水、氢氧化钠、氯化钠、碳酸钠；汽巴克隆蓝FN-R、弱酸金黄MR。
金黄色葡萄球菌(ATCC6538)、大肠杆菌(8099)；营养琼脂培养基、磷酸盐缓冲液(PBS，O.03mol／L，pH值7．3)。
1．2 设备
酸度计、电热式蒸汽消毒器、恒温振荡水浴锅、电热恒温培养箱、721分光光度计、LLY-06B型电子单纤维强力仪等。

2 实验方法
2．1前处理对强力和抗菌性能的影响
2．1．1 烧碱质量浓度的影响
把甲壳素纤维放人烧碱质量浓度分别为2Og/L、40 g／L、220 g／L的溶液中．在室温和100℃下处理1min、3 min、10 min、30 min、24 h。
2．1．2 双氧水质量浓度的影响
把甲壳素纤维放人双氧水质量浓度分别为1 g／L、2 g／L、5 g／L、10 g／L、15 g／L的溶液中．在室温下处理30 min。
2．1．3 焙烘温度的影响
将甲壳素纤维在150℃ 、180 ℃、200℃下焙烘3min和30min。
2．2 染色对强力和抗菌性能的影响
汽巴克隆活性染料对甲壳素纤维的染色：染浴比1：50，染料用量8％，氯化钠20 g／L，碳酸钠10 g/L。
弱酸性染料对甲壳素纤维的染色：染浴比1：30，染料用量3％，元明粉8％，醋酸控制pH值为5。
2．3 不同纤维比例对抗菌性能的影响
取棉和甲壳素纤维共0．75 g，其中甲壳素纤维所占比例分别为1％、2％、3％、4％、5％，用于抗菌测试。
取甲壳素纤维和羊毛共0．75 g，其中甲壳素纤维所占比例分别为1％、2％ 、3％ 、4％、5％，用于抗菌测试。

2．4 抗菌方法
2．4．1 接种茵量
取试验菌24 h肉汤培养物之适宜稀释度的菌液．菌数为(1-9)x1O 4cfu／ml
2．4．2 染茵
将24 h新鲜培养物．接种前摇匀。静置15 min。稀释至适宜稀释度，将0．75 g已灭菌布块放到250ml无菌广口瓶里．用微量吸管取5 ml菌接种．再加入含1‰ 肉汤的磷酸盐缓冲液70 ml．使菌液均匀分布。同时对照样在加接种菌液后。强烈振荡1min后取1 ml用生理盐水作梯度稀释．以测活菌浓度。
2．4．3 暴露培养
将对照样片和其他被试样片在加接种菌液后在37℃，以120 r／min分别振荡培养1 h、24 h。
2．4．4 茵落计数方法
将培养好的菌液各取1 ml用生理盐水作梯度稀释，然后倾注营养琼脂平板以测活菌浓度。
2．4．5 织物抑茵率(％)计算
R(％)=100(B-A)／B
其中：R为抑菌百分率％ ：A为暴露一定时间后。被试样片活菌数：B为暴露一定时间后对照样片活菌数
2．4．6 试验有效性的判断依据
若(lgB-lgC)>1．5(其中C为“0”接触时间对照织物上的活菌数)，则试验有效；若低于此值，试验无效。

3 实验结果与讨论
3．1 烧碱浓度对甲壳素纤维的影响
由表1、表2、表3可知。室温下．甲壳素纤维在烧碱浓度不大的情况下．其断裂强力和抗菌性能影响不大。但是，在220 g／L烧碱中，特别是处理了10 min后，其断裂强力和抗菌性能下降比较明显。所以．甲壳素与棉混纺织物在前处理中．特别是在强碱情况下的丝光处理．时间不宜过长。
表1 烧碱质量浓度对甲壳素纤维强力的影响

注：未经处理甲壳素纤维强力为1．89 cN
表2 烧碱浓度对甲壳素纤维抗菌性能的影响(金黄葡萄球菌)

注：s为0．75 g的棉纤维做参照
表3 烧碱浓度对甲壳素纤维抗菌性能的影响(大肠杆菌)

注：s为0．75 g的棉纤维做参照
3．2 双氧水浓度对甲壳素纤维的影响
由表4可知．双氧水浓度对甲壳素纤维的影响比较明显，当双氧水质量浓度超过2 g／L时．纤维的强力发生显著的下降，同时纤维颜色泛微黄．当质量浓度达到15 g／L，由于氧化水解的作用．分子键发生断裂。纤维的强力和抗菌性能大大的下降．所以在前处理的漂白中，双氧水最好控制在2 g／L以内。
表4 双氧水质量浓度对甲壳素纤维强力和抗菌性能的影响

注：试样在100℃ ．pH值为11的溶液中反应30 min
3．3 焙烘温度和染色对纤维的影响
表5 焙烘温度和染色对甲壳素纤维强力和抗菌性能的影响

注：E，E1，E2分别为在150℃、180℃ 、200℃ 下焙烘3 min的甲壳素纤维．F为在200℃ 下焙烘30 min的甲壳素纤维。G为汽巴克隆活性染料染色的甲壳素纤维．H为弱酸性染料染色的甲壳素纤维。
由表5可知。焙烘温度对甲壳素纤维的影响不明显。但是在酸性染料染色后，纤维的强力却大大的下降．而抗菌性能却反而提高，这是由于甲壳素纤维在酸性条件下容易水解，而酸性却有利于抗菌。
3．4 不同纤维比例对抗菌性能的影响
由表6和表7．不同比例混合的甲壳素纤维对抗菌性能有不同影响，如果要想抑制细菌．至少甲壳素纤维在棉、毛中所占比例要达到3％ ．如果要有很好的抑菌性能．最好要达到4％。
表6 不同混合比的甲壳素纤维抗菌性能(金黄葡萄球菌)

注：K为0．75 g的棉纤维做参照；K1为0．75 g的羊毛做参照。I，I1，I2，I3，I4分剐为棉和甲壳素纤维共0．75 g，其中甲壳素纤维所占比例分别为1％、2％、3％ 、4％ 、5％。z，z1，z2，z3，z4，分剐为毛和甲壳素纤维共0．75 g． 其中甲壳素纤维所占比例分别为1％ 、2％、3％、4％、5％。
表7 不同混合比的甲壳素纤维抗菌性能(大肠杆菌)

4 结论
(1)强碱和强氧化剂对甲壳素纤维的性能都有很大的影响，所以在前处理中．要尽量使用低温低浓度，而且要充分地考虑反应时间．确保对其影响降到最低。
(2)染色时，活性染料对甲壳素纤维性能的影响不是很明显，适合在应用中推广。
(3)由于甲壳素纤维的强力比较低．纯甲壳素纤维纺的面料不仅服用性能不理想．而且价格比较昂贵，所以经常与棉、毛进行混纺．为了保证其有很好的抗菌性能，建议甲壳素纤维所占比例最好达到4％。