仙人掌/纳米银对真丝(绸)的功能化改性研究

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天然真丝(绸)历来以其轻柔飘逸、高贵典雅而受到人们的喜爱,由于蚕丝单纤维纤细,化学组成中有大量氨基酸、亲水基团和光敏性双硫键的存在,使之容易霉变,影响人体健康;在紫外线的照射下容易褪色、泛黄;为了充分发挥蚕丝纤维的优良性能品质,克服其服用性能上的缺陷,长期以来,人们对蚕丝纤维进行了细致入微的改性研究和实践。银作为抗菌剂的研究由来已久,随着人们对环境保护、绿色化学越来越重视,利用植物叶子还原纳米银是目前研究的热点,但利用仙人掌汁液为还原剂和稳定剂还原银离子为纳米银胶体溶液的研究未见报道。本研究利用天然植物仙人掌提取物及仙人掌还原得到的纳米银胶体溶液对真丝进行改性整理,使织物获得了优异的抗紫外性能、抗菌性能和抗菌耐洗性能;并利用汽蒸法在织物表面直接还原得到纳米银,使织物获得了优异的抗菌性能,解决了纳米银在溶液中不稳定、易团聚的缺点。采用化学法提取了仙人掌中的有效成分,对提取物的结构进行分析和表征,利用提取物对真丝织物进行整理,使真丝织物获得了优异的抗紫外性能,探讨了提取工艺中各因素对真丝(绸)抗紫外性能的影响,测试了整理后真丝织物的结构及性能。用仙人掌提取液还原银氨得到纳米银胶体溶液。分别采用粒径测试(DLS)、透射电镜(TEM)、紫外分光光度(UV-vis)的方法,对纳米银胶体溶液进行表征,可知紫外吸收峰在420nm左右,同时研究了纳米银的稳定性和反应物浓度、反应时间和反应温度之间的关系。利用仙人掌纳米银胶体溶液对真丝(绸)进行整理,SEM和EDS测试可知真丝纤维表面有纳米银颗粒分布;其他测试发现真丝织物无规构象无明显变化,结晶度不变,热失重初始温度略有提高;对纤维的力学性能影响不大。利用仙人掌纳米银胶体溶液对真丝织物进行抗菌改性整理,通过单因素实验得到较优的处理工艺。经整理后的真丝织物具有良好的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别达到了99.93%和99.88%,在洗涤50次以后,抑菌率仍达98%以上。真丝织物的服用性能在改性后变化不大。根据在位还原原理在真丝织物表面直接生成了纳米银,可以有效使纳米银颗粒均匀分布在织物表面,避免纳米银在溶液中团聚。利用K/S吸收曲线验证实验过程生成了纳米银,汽蒸纳米银真丝织物在400-420m处的吸收峰与纳米银胶体溶液紫外吸收峰相符。抗菌实验表明,改性真丝织物有着良好的抑菌效果和抑菌耐洗性能。汽蒸整理后的真丝表面有大量纳米银颗粒,整理过程对真丝纤维结构改变不大,对力学性能和服用性能影响也很小。研究结果表明,利用仙人掌还原得到纳米银并对真丝(绸)进行整理得到了很好的效果,对真丝(绸)功能化改性提供了一种新的思路。
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