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锌氨改性竹浆纤维的抗菌性及反应条件研究.doc

锌氨改性竹浆纤维的抗菌性及反应条件研究

黄忠信
2017-09-27 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《锌氨改性竹浆纤维的抗菌性及反应条件研究doc》,可适用于战略管理领域

锌氨改性竹浆纤维的抗菌性及反应条件研究锌氨改性竹浆纤维的抗菌性及反应条件研究应用技术染整及纺织化学品DyeingFinishingTextileChemicalswwwfexleadercomcn锌氨改性竹浆纤维的抗菌性及反应条件研究ResearchonAntibacterialActivityandReactionConditionsofBambooPulpFabricsModifiedbyZincLiquor文l秦中悦陈宇岳五过一定浓度的锌氨溶液处理竹浆纤维,形成锌氨改性竹浆纤维,使之具有抗菌功能了反应时间,浓度,旦研究浴比等反应条件对锌离子结合量与织物力学性能的影响结果表明,竹浆纤维经锌氨溶液处理后,形成的锌氨改性竹浆纤维具有良好的抗菌性,并且表现出一定的耐水洗t眭锌离子结合量与反应时间,浓度,浴比有一定的关系锌氨改性竹浆纤维织物的力学性能无明显改变Thebamboopulpfabricwasendowedwithantibacterialactivityviabeentreatedbythezincliquorinsomeconcellti'ationsThequantityofzincc()mbinedandthemechanicalpropertywerestudiedbythevarietyoffactorsincludingreactingtimeconcentrationandbathratiosTheresultsshowedthatthebamboopulpfabrictreatedbyzincliquorholdantibacterialactivityandfastnesstowaterThequantityofzinccombinedwasrelativetoreactingtime,concentrationandbathratiosinsomeextentButthemechanicalproperty,almosthadnosignificantchange,keepingtheoriginalleve竹浆纤维是用化学方法将竹子制成浆粕后纺丝制得,但竹浆纤维在制作过程中,由于使用碱性处理,使竹纤维原有的抗菌性基本消失所以赋予竹浆纤维抗菌性能成为其功能化开发的重要一环一般纤维的抗菌功能主要由抗菌剂来实现,其中银系抗菌剂(含有Ag(I),Cu(II),Zn(II)等金属离子)研究应用的较多它的抗菌机理可认为是缓释机理:即在抗菌剂中,释放出来的金属离子能吸附在微生物细胞膜中的蛋白质之上,与其中的巯基,氨基等官能团发生反应,使微生物的能量代谢不能进行,从而导致细胞死亡在银系抗菌剂中,Ag(I)应用的较多,效果较好,抑菌率在以上除Ag(I)以外,Cu(II)也同样具有很好的抗菌效果,相对而言,对Zn(I)或ZnO的研究其抑菌率在以上较少,但其无毒无害,具有抗紫外与抗菌双重功效,应用潜力巨大在LinglingZhang等人的研究中,他们成功地配制出zn纳米悬浮液,用于大肠杆菌的抗菌试验,取得了良好的效果ShuCaiLi等则通过混合熔融与热压成形工艺,制作出纳米ZnO高压聚乙烯复合薄膜,当ZnO的含量大于或作者简介:秦中悦,男,年生,博士,研究方向为纤维功能化改性作者单位:苏州大学通讯作者:陈宇岳,教授,博士生导师,chenyysudaeducn等于时,对大肠杆菌和金色葡萄球菌可产生极好的抑制作用,但方法较为复杂本文利用锌氨溶液处理竹浆纤维,形成新型的锌氨改性竹浆纤维,实现竹浆纤维的抗菌性在实现锌氯改性竹浆纤维抗菌性的基本上,通过改变反应条件,分析它们对锌离子结合量与络合平衡的影响,以期为后续的研究提供依据实验部分实验材料gm,厚度为mm,竹浆纤维织物:其密度为色泽为白色(浙江省安吉谭竹庄竹纤维有限公司)硫酸锌,氢氧t匕纳,氨水,皆分析纯试剂仪器设备BSs电子天平(g)HD型水浴振荡器A一型鼓风l干燥箱ICPAES电感耦合等离子体发射光谱仪(Varian,美国),测定锌氨溶液处理竹浆纤维后的锌含量S一扫描电镜(Hitachi,日本),观察锌氨溶液处理竹浆纤维后的形貌特征制备试样制备试样()配制锌氨离子溶液称取一定摩尔的ZnSO和倍于ZnSO的NaOH分别溶于去离子水中,再将两者混合于纺织导报ChinaTextileLeaderNo应用技术染整及纺织化学品DyeingFinishingTextileChemicals烧杯之中,即产生呈乳白色Cu(OH)沉淀然后进行真空抽滤,在溶液抽净后,用去离子水洗涤沉淀数次,得到纯净的Zn(OH):再将Zn(OH)沉淀用氨水(:左右)溶解,待沉淀完全溶解后,此时pH值在左右,溶液呈现白色,得到锌氨溶液()锌氨溶液处理竹浆纤维将竹浆纤维试样浸入锌氨溶液中,并不断振动搅拌,经一定的反应时间后取出用清水洗涤干净然后在下烘干min,最终形成新型的功能化纤维一锌氨改性竹浆纤维,颜色与原样一致,呈白色(图)a)处理前(b)处理后图锌氨溶液处理前后的竹浆纤维对比】反应条件上述实验工艺设定个反应条件,即浓度,时间及浴比()反应时间:反应时间分别定在,,,,l和min锌氨溶液取OOM在常温下处理取浴比:烘干温度,烘干min()处理浓度:铜氨离子浓度分别设定在,,O和OM,在常温下处理浴比:处理时间min烘干温度,烘干min()处置浴比浴比分别取在:,l:,:,:在常温下处理铜氦离子浓度采用M处理时间,烘干minrain烘干温度锌离子含量测定将mg锌氨改性竹浆纤维织物用mL浓硝酸()溶解,再用去离子水稀释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Zn波段(nm)上的值,在此基础上计算织物上锌离子的含量,抗菌性能将M锌氨离子处理过的竹浆纤维样品用于测试抗菌性参照FZT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金黄色葡萄球菌,WWWtexleadercorncn试样的抗菌性能示以图片对比,并以抑菌率表示试样的抗菌性能,按下式计算:抑菌效率()=×(AB)A式中,A为未处理竹浆纤维上的活菌数B为处理后的活菌数水洗牢度测试参照FZT抗菌针织品中附录C的简化洗涤方法,用gL标准合成洗涤剂(标准方法要求gL)进行洗涤浴比取:水温(t)投入试样后,洗涤min然后,在常温下用自来水清洗干净后,计为洗涤次,总计洗涤次,rain然后测定锌离子含量力学性能测试YGB电子织物强力机,在T一,RH=的标准环境下测试测试方法采用GBT((纺织品织物拉伸性能》(第部分:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法)结果与分析抗菌性锌氨改性竹浆纤维的抗菌效果见图(稀释倍),图是金黄色葡萄球菌处理前后的对比可以明显看出,竹浆纤维在处理前有大量的菌落存在,所以说它是没有抗菌性的在这里,活菌tA=但经过锌氦溶液处理后,菌落数大幅下降,活菌数日一表明锌氨竹浆纤维具有很好的抗菌性,其抑菌率为a)处理前的竹浆纤维(b)处理后的竹浆纤维图金黄色葡萄球菌处理前后变化图形态结构竹浆纤维经锌氨溶液处理后,其纵向的形态结构变化如图所示(锌氨离子浓度M,放大倍数为)从图可以看出,在竹浆纤维原样中,纤维表观光滑,原纤纵向排列,相互之间构成凹槽经过锌氦溶液处理后,在纤维的表面及凹槽之处,有大量的白色微粒附着在上面,它们是锌氨离子或氧化锌,用以实现抗菌或其它功能纺织导报ChinaTextileLeaderNoWWWtexleadercomcn(aJ处理前(b)处理后图竹浆纤维改性前后形态结构水洗牢度通过水洗牢度实验,了解锌离子的附着能力锌氨竹浆纤维中锌离子含量与洗涤时间的关系如图所示,从图可以看出,随着洗涤时间的增加,洗涤曲线呈下降走势,这表明锌离子的含量逐渐降低,一定量的锌离子被洗出来但经洗涤min后,其含量基本达到稳定,经min的洗涤后,锌离子的含量稳定在,,表明锌离子与纤维素有一定的结合能力(物理与化学)具备应用前提图洗涤时间与锌离子含量的关系锌离子含量及其影响因素反应时间用M的锌氨溶液处理竹浆纤维织物,作用时间与纤维织物中Zn(II)含量的关系如图所示从曲线可以看出,在起始的rain内,结合量迅速达到,增幅很大,表明锌氨离子与纤维素络合反应迅速,生成速度远大于离解速度从第min:~第rain,结合量达到最大,可增幅放缓,表明反应已达到络合平衡到第min,结合量反而下降,没有维系在平衡水平表明随着反应时间的延长,不利于锌氨离子的稳定性络合整Te及xtil纺eC织h化em学ica品lsDyeingFinishingTextileChemicalsj应用技术j……n'图反应时间与锌离子结合量关系基于上述分析,得出锌氨离子与竹浆纤维在反应min左右达到较大结合量,反应时间取,rain左右为宜反应浓度分别采用锌氨溶液的浓度为,,I,和OM,处理竹浆纤维,经测定,其对应的锌离子含量分别为,,,和,可以看出,随着浓度的增加,其结合量增多反应浴比锌氨溶液(M)的浴比分别为l:,:,:和:,对竹浆纤维进行处理,经测定,其对应的锌离子含量分别为,,和,可以看出,浴比在l:时锌离子含量相对较小()以后随着浴比的增加,其含量基本不变(左右)浴比取:即可力学性能浓度变量锌氨溶液在不同的处理浓度下(,,,和M),竹浆纤维织物的力学性能变化如图所示从图图竹浆纤维织物的力学性能变化纺织导报ChinaTextileLeaderNo应用技术染整及纺织化学品DyeingFinishingTextileChemicalswwwlexleadercomcffl的对比中得出,经不同浓度处理的织物的断裂强力与断裂伸长率变化不大,维系在原样的水平浴比变量在不同浴比处置的情况下,织物中的浴比与力学性能变化如表l所示表明织物的断裂强力(经向与纬向)也基本上维持在原样的水平上断裂伸长率在经向与纬向上略有下降,但幅度很小处理浴比Ol::O:l:表不同浴比下的力学性能指标断裂强力(N)断裂伸长率(经向O纬向】l经向】纬向基于反应浓度与浴比对力学性能影响不明显,说明竹浆纤维在锌氦溶液改性处理后,其内部结构并未发生明显变化,锌氦溶液对竹浆纤维没有明显的溶解作用结论()竹浆纤维没有抗菌性,通过锌氨溶液处理,形成锌氨改性竹浆纤维,对金黄色葡萄球菌产生了很好的抗菌性,抑菌率为()锌氨改性竹浆纤维拥有一定的耐水洗性()锌氨溶液处理竹浆纤维在min左右,即达到络合平衡,结合量最大,处理时间增加,结合量反而下降反应浓度与浴比对力学性能影响不大嬲参考文献ZbongyueQin,YuyueChen,PengZhang,etaStructureandPropertiesofCu(IIComplexBambooPulpFabricsJJournalofAppliedPolymerScience,,l():】YangZ,XuS,MaX,etaCharacterizationandAcetylationBehaviorofBambooPulpJWoodSciTechnol,,():【王越平,高绪珊天然竹纤维与竹浆粘胶纤维的结构性能比较J中国麻业,,():【詹怀宁,李志强,蔡再生纤维化学与物理【M北京:科学技术出版社,】MaryG,BajpaiSK,ChandNCopper(II)IonsandCopperNanoparticlesloadedChemicallyModifiedCottonCelluloseFiberswithFairAntibacterialPropertiesJJournalofAppliedPolymerScience,l():LinglingZhang,YunhongJiang,YulongDing,etaInvestigationintotheAntibacterialBehaviourofSuspensionsofZnONanoparticles(ZnOnanofnids)『JJournalofNanoparticleResearch,():刘艳,张峰,张广宇,等真丝织物的汽蒸法纳米银抗茵整理【J丝绸,():【】SachinvalaN,ParikhDV,SawhneyP,etaSilver(I)AntimicrobialCottonNonwovensandPrintclothJPolymforAdvTechno,():fAVGudkova,KIKienskaya,VVNazarov,etaSynthesisandUseofHighlyDispersedZincOxideJRussianJournalofAppliedChemistry,,():『BiXu,ZaishengCaiTrialmanufactureandUVblockingPropertyofZnONanorodsOnCottonFabricsJJournalofAppliedPolymerScience,,():l一【】GuirongPeng,QingshanLi,YanlingYang,etaEffectsofNanoZnOonStrengthandStabilityofUnsaturatedPolyesterCompositesJPolymersforAdvancedTechnologies,,():【lShuCaiLi,YaNaLiMechanicalandAntibacterialPropertiesofModifiedNanoZnOHighdensityPolyethyleneCompositeFilmswithaLowDopedContentofNanoZnOJ】JournalofAppliedPolymerScience,,():纺织导报ChinarextileLeaderNo

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