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近年来,SARS和禽流感,给我国造成了难以估量的损失,让人们感觉到了抗菌消毒的迫切性,故希望通过抗菌消毒处理,能控制和消除有害微生物的污染和危害,保护人体免受伤害,保证所处环境的安全性。理想的抗菌剂一般要满足:高效、广谱、安全、耐洗、绿色环保等,但实际上市售的抗菌剂很难同时满足上述条件,而如果采用微胶囊技术,则不仅可以满足上述要求,而且可以获得良好的整理效果,如加工使用方便,提高物质稳定性等。
壳聚糖和艾蒿油是目前应用较普遍、效果较好的天然环保抗菌剂。壳聚糖资源丰富,无毒无害,易于生物降解,生物相容性好,不污染环境,有很强的杀菌能力,在医学、食品、纺织等领域中有着广泛的应用。艾蒿油是从艾蒿的茎、叶、花、果中提取,成分复杂,能抗菌消炎、抗过敏和促进血液循环,对皮肤有保健作用。这两类抗菌整理剂各具特色,可以互为补充,克服目前纺织品抗菌卫生整理中存在的不足,在纺织行业有较大的应用前景。
在综合分析国内外织物抗菌整理剂及微胶囊抗菌整理剂的研究现状及进展的基础上,针对目前国内使用的抗菌整理剂大多数从国外进口、成本较高等问题,研制开发了一种新型的壳聚糖-艾蒿油微胶囊抗菌整理剂,改善艾蒿油的加工性,扩大应用范围,拓展抗菌谱,提高耐洗性和耐久性,使纺织品获得抗菌、保健等功能。
通过正交试验,对壳聚糖的降解进行了试验研究和显著性分析,在原有的研究基础上将壳聚糖的用量作为影响因素,得出其用量对脱乙酰度和特性粘度的影响都最显著的结果。并最终确定了壳聚糖降解的最佳工艺条件为:过氧化氢浓度4.5%,乙酸的浓度3.5%,壳聚糖的含量2%,反应时间4h。此时降解的壳聚糖脱乙酰度较高,粘度适中,分子量在1万左右,颜色较浅,水溶性较好。通过红外光谱检测,发现降解前后的壳聚糖仅是分子链断开了,其结构并没有发生变化。
艾蒿油的乳化是微胶囊化的关键,决定着微胶囊的形成及粒径等。通过试验发现Span80和SDBS综合使用,采用界面复合物生成法有利于乳液的稳定,艾蒿油乳化的最佳HLB值为7.5,当体系浓度降低时,乳液稳定的HLB值范围变宽。设计正交试验优化出最佳乳化条件为:乳化温度60℃,乳化转速2000r/min,乳化时间15min。
以艾蒿油为芯材,壳聚糖为壁材,采用复凝聚法制备壳聚糖-艾蒿油微胶囊。通过单因素试验,探讨了系统浓度、芯壁比、pH值、复凝聚反应温度、反应时搅拌速度、交联剂用量、交联时间等因素对微胶囊制备的影响,优化出了最佳合成工艺条件为:系统浓度在1%至1.5%,芯壁比为2/1,pH值为6.0,复凝聚反应温度为40℃,搅拌速度为300r/min,交联剂用量为壳聚糖用量的2%,交联时间为60min。以多媒体电子显微镜观测微胶囊分散液及固体粉末,发现微胶囊外观规整圆滑,平均粒径在2-4μm,分布较集中,而且分散均匀。索氏抽提法测定微胶囊的油包埋率为55.42%,缓释性好,缓释周期长。
将自制壳聚糖-艾蒿油微胶囊抗菌剂应用于棉织物并对其抗菌效果进行检测,结果表明:经微胶囊抗菌剂整理的棉织物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌效果明显;白度虽有所降低,但变化不大;洗涤20次以后,整理品对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率均保持在81%以上。