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在人类的生存环境中,生息着无数的细菌,细菌在多湿的环境中可以迅速增殖,而人们日常使用的各种纺织品都是细菌滋生繁衍和传播的适宜媒介。纺织品上滋生的细菌,不仅使纤维制品变色、发霉、脆化降解等,而且会以人体的新陈代谢产物、汗水、脂肪质、皮屑等为营养,加速繁殖,影响人体健康。因此近年来,具有抗菌功能的纺织品越来越受到人们的青睐,本论文的研究工作中选用银作为棉织物的抗菌剂,采用在位还原的方法对棉织物进行抗菌整理。
简化加工工艺,实现一浴法加工,满足低成本,生态性等要求是棉织物在位生成银抗菌整理能产业化的基础。本课题通过对银源、还原剂的选择和还原处理工艺的优化,制定出可以进行产业化生产的银抗菌整理工艺。
课题选用了具有可控还原性能的还原剂C,并对还原剂C的可行性进行实验。结果表明,还原剂C可与硝酸银整理液在浸渍期间稳定的处于一浴中,在烘干或汽蒸阶段通过改变温度,使还原剂C表现出还原性能并将银离子还原为银颗粒,进而能用一浴法对织物进行抗菌整理,便于产业化加工。
论文对一浴法直接在织物上还原硝酸银生成单质银的浸轧法和浸渍法工艺进行了实验。结果表明,浸渍法和浸轧法都能得到较好的效果,浸渍法处理的织物银含量保留率要优于浸轧法处理的织物,原因可能是在浸渍法中,银离子能更充分地渗入纤维内部。在浸渍与浸轧法中分别对烘干和汽蒸两种烘干方式进行了探讨,并对汽蒸过程中影响织物银含量和白度的参数,如汽蒸时间、汽蒸温度、汽蒸湿度进行了优化。
为了使本实验研究的工艺能达到产业化的要求,采用实验室小型卷染机(容量4L)做浸渍工序,并将浴比降低到1∶5,来模仿实际生产条件。结果表明,卷染机上能得到和实验室小样实验相同效果。浸渍烘干工艺整理织物经10次洗涤后织物上银含量保留率在51%以上;浸渍汽蒸工艺整理织物经10次洗涤后织物上银含量保留率大都在56%以上,经50次洗涤后,银含量保留率大都在52%以上。烘干和汽蒸工艺整理的织物白度都仅稍有降低,处理前后织物断裂强力变化不大。
通过对整理品进行抗菌性能测试可知,当织物上银含量为94μg·g-1左右时,对大肠杆菌的抑菌率可以达到99.6%以上,当银含量为103μg·g-1时,织物对金黄色葡萄球菌的抑菌率可以达到99.99%。当整理液银浓度为50mg·L-1时,经浸渍汽蒸工艺整理的织物经50次洗涤后银含量为112μg·g-1,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率仍能达到99.99%以上。另外,当整理液银浓度为40mg·L-1时,浸渍烘干工艺整理的织物经10次洗涤后银含量为103μg·g-1,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率也能达到99.99%以上。
同时,为了避免水中氯离子对银离子的影响,论文还对整理液以银氨正离子作为银源,还原剂B为还原剂的浸轧工艺进行了研究。整理品性能良好,能满足产业化加工。
通过对整理液的成本进行估算,表明浸渍和浸轧工艺的整理液成本都较低,保证了产业化的进行。