金属银、铜等纳米颗粒具有良好的抗菌效果,广泛用于抗菌棉纺织品的制备。因该类无机纳米粒子与棉纤维表面无法形成共价键,较难稳定地固化在棉织物表面,导致抗菌棉织物的耐洗性能不佳。目前大多研究工作通过增加纳米颗粒用量提高耐洗性,但无法解决金属粒子渗出造成的卫生安全以及环境问题。有机抗菌剂海因衍生物具有高效的杀菌效果,稳定性好、气味小等优点,但抗菌效果随时间降低明显,也缺乏足够的耐洗性能。针对大多抗菌棉织物耐洗性不佳的问题,本论文选择壳聚糖α-酮戊二酸衍生物、L-半胱氨酸、巯基乙酸等新型粘合剂,通过它们的羧基酯化反应实现与纤维表面的共价键结合,又通过氨基、巯基等对金属原子的配位作用增强对纳米金属颗粒的吸附性能,从而实现以较少的抗菌剂用量达到高耐洗的目的。此外,本论文设计合成新型海因衍生物,使其具有不饱和双键可进行自由基聚合,经接枝聚合将有效抗菌结构引入到棉织物表面,以期实现卤胺类所特有的可再生抗菌活性,提高抗菌棉织物的耐洗性能。具体研究结果概括如下:(1)合成壳聚糖α-酮戊二酸衍生物,通过其羧酸基团与棉纤维表面羟基的酯化反应,以及氨基对银原子的配位作用使纳米银颗粒稳定地附着在棉纤维表面,增强抗菌棉织物的耐洗性能。结果表明,成功接枝该壳聚糖衍生物的棉织物对纳米银颗粒具有良好的分散及粘结作用,棉织物表面的纳米银分布均匀,平均粒径为39 nm。该抗菌棉织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均高于99%,经过30次洗涤实验后,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率仍然分别保持在95.4%和96%。(2)以L-半胱氨酸为粘合剂,利用其羧基酯化反应,以及巯基配位作用使纳米银颗粒稳定地附着在棉纤维表面,增强抗菌棉织物的耐洗性能。结果表明,L-半胱氨酸已成功接枝,纳米银已成功负载到织物表面,合成的纳米银平均粒径为33 nm,棉织物表面的纳米银分布均匀,制备的L-半胱氨酸银抗菌棉织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率都达到了100%。经30次洗涤,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率仍然保持在100%。对上述(1)、(2)进行分析比较得出,巯基对纳米银的作用明显好于氨基,高效的配位作用可以使纳米金属颗粒体积减小,增加了吸附比表面积,从而达到增强耐洗性能的效果。(3)为进一步验证粘合剂中巯基结构增强无机纳米颗粒抗菌织物耐洗性能的普适性,本论文进一步选用巯基乙酸为粘合剂,增强纳米铜颗粒的吸附性及其抗菌棉织物的耐洗性能。结果表明,制备的抗菌棉织物具有良好的抗菌性能和优异的洗涤耐久性。对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99%以上,经50次洗涤,抑菌率仍均高于96%。(4)本研究设计合成3-甲丙烯氧基-5,5-二甲基海因衍生物,并通过“雾聚合”方法在织物表面进行接枝聚合引入抗菌功能涂层。结果表明,通过重复氯化,抗菌棉织物能够长期保持抗菌功效,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率接近100%,经30次洗涤已氯化处理,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率保持在97%以上,可获得长期有效的抗菌效果。综上所述,本研究立足于筛选粘合剂分子结构,通过增强抗菌剂对棉纤维表面的吸附性来提高耐久性。发现粘合剂中的巯基结构可通过对金属原子的配位作用增强对纳米金属颗粒的吸附性能,实现提高耐洗性能的目的。研究成果能够对今后抗菌棉织物的研发及生产提供实验数据和理论基础。