SiO2载银复合抗菌剂的色泽改性及其在纺织品中的应用

摘要

无机抗菌剂通常由无机载体和金属离子组成，由于其长效抗菌、无耐药性、强耐热性等优点，在塑料、化纤、陶瓷等领域中应用广泛。其中SiO2载银复合抗菌剂由于价格低廉、制备简便、抗菌性能持久等优点，在各行各业中具有广泛的应用前景，因而备受重视。同时，与其他金属离子相比，银离子的最小抑菌浓度最低，且无色无毒，在抗菌剂产品制备方面有独特的优势。尤其是纳米银，由于尺寸效应，其抗菌活性远大于银离子。
　　 纺织品是人们所必需的生活日用品，但是由于这些产品极易受到细菌的污染而使其实用性受到了严重影响。因此，赋予普通纺织品以抗菌性能，抵抗病菌的侵扰，提高产品的附加价值，越来越受到世界各国研究人员的重视。其中，天然纤维由于富含微生物生长所需的各种营养，成为了微生物寄生的绝好媒介。在天然纤维中，蚕丝有着显著的轻、柔、细、透气和透湿性能等优点，在服装、医疗、工业等领域得到了广泛的应用。棉麻混纺布汇集了棉纤维和麻纤维各自的优点，具有质地牢固、手感爽滑、吸湿和透气性好的特点，因此非常适用于服装及家纺面料。纺织品的抗菌以及持久抗菌是当前纺织领域的研究热点。
　　 本文采用了化学还原法制备Ag/SiO2抗菌剂，并对传统的实验方法加以改性，探讨了银离子浓度和反应工艺对抗菌剂色泽的影响，最后得到了具有优良抗菌性的浅色抗菌剂;将制备的Ag/SiO2抗菌剂分别以KH550和KH570为偶联剂通过化学键结合接枝在蚕丝以及棉麻混纺织物的表面，以达到持久抗菌的目的。分别采用XRD、SEM、HRTEM、FT-IR等检测手段对样品的形貌和结构进行了分析;分别采用抑菌环法、最小抑菌浓度法(MIC)和振荡烧瓶法对样品进行了抗菌性能测试。实验得到的主要研究结果如下:
　　 (1)在制备Ag/SiO2抗菌剂时，采用降低反应银离子的浓度和隔绝空气的手段，能有效抑制银离子的变色，得到浅色的抗菌剂。当反应银离子浓度为3.54 mM，反应和烘干过程均密封的条件下，得到近乎白色的Ag/SiO2抗菌剂。其中，纳米银平均粒径在30nm左右，还原态的银在总量中占92％。
　　 (2) Ag/SiO2抗菌剂的抗菌性能随银离子浓度的增大而增强;当银离子浓度一定时，密封反应并不影响抗菌剂的抗菌性能。Ag/SiO2抗菌剂具有良好的广谱抗菌性，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及白色念球菌均有优异的抗菌性能，并且银对金葡的最小抑菌浓度仅为94mg/L。
　　 (3)实验制备的接枝抗菌蚕丝对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均在90％以上，且具有良好的耐洗涤性能，在洗涤30次后，抑菌率仍在80％以上。通过红外实验对比分析，得出通过接枝法制备的抗菌蚕丝发生了化学结构上的变化。
　　 (4)通过分析实验得到的红外曲线，发现抗菌棉麻混纺织物有化学结构的变化。实验制备的抗菌棉麻混纺织物的抗菌效果较好，其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为92.5％和86.7％。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 概述

1．1．1 抗菌的概念

1．1．2 抗菌材料目前发展状况

1．2 抗菌剂

1．2．1 抗菌剂特征

1．2．2 抗菌剂抗菌动力学

1．2．3 有机抗菌剂

1．2．4 无机抗菌剂

1．3 纳米抗菌材料

1．3．1 纳米材料

1．3．2 纳米银抗菌材料

1．4 蚕丝纤维

1．4．1 蚕丝

1．4．2 蚕丝的分类

1．4．3 蚕丝的结构

1．4．4 蚕丝的应用

1．5 棉麻混纺织物

1．5．1 棉纤维

1．5．2 麻纤维

1．5．3 纤维素

1．5．4 棉麻混纺织物

1．6 抗菌纺织品

1．7 本课题的研究目的和意义

参考文献

第二章 Ag/SiO2抗菌剂的制备及改性

2．1 引言

2．2 试验方法与步骤

2．2．1 试验试剂与设备

2．2．2 抗菌剂的制备

2．2．3 表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 Ag/SiO2抗菌剂的色泽对比

2．3．2 Ag/SiO2的微观结构和能谱分析

2．3．3 Ag/SiO2抗菌剂成份分析

2．3．4 Ag/SiO2抗菌剂Ag存在形态分析

2．3．5 Ag/SiO2抗菌剂微观结构分析

2．3．6 抗菌性能

2．4 小结

参考文献

第三章 抗菌蚕丝织物的制备与表征

3．1 引言

3．2 试验方法与步骤

3．2．1 试验试剂与仪器

3．2．2 蚕丝处理工艺与步骤

3．2．3 表征

3．3 结果与讨论

3．3．1 Ag/SiO2抗菌剂和抗菌蚕丝的形貌结构

3．3．2 接枝抗菌蚕丝的耐洗涤性和抗菌性能

3．3．3 抗菌蚕丝的价键结构

3．3．4 接枝抗菌蚕丝界面形成机理

3．4 小结

参考文献

第四章 抗菌棉麻混纺织物

4．1 引言

4．2 试验方法与步骤

4．2．1 试验试剂与仪器

4．2．2 抗菌棉麻混纺织物的处理工艺与步骤

4．2．3 表征

4．3 结果与讨论

4．3．1 抗茵棉麻织物的形貌结构

4．3．2 抗菌棉麻织物的价键结构

4．3．3 抗菌棉麻织物的抗菌性能

参考文献

第五章 结论

第六章 创新点与展望

6．1 创新点

6．2 展望

致谢

硕士期间的成果