隨著人們生活水平的提高，天然纖維織物因其服用的舒適性等特點而深受消費(fèi)者歡迎，但棉織物本身存在一些缺點，如棉織物受霉菌和真菌的侵襲比合成纖維敏感得多，所以需要經(jīng)過抗菌整理劑處理，目前棉織物抗菌整理使用的抗菌劑根據(jù)成分不同主要分為三大類：天然抗菌劑、無機(jī)抗菌劑和有機(jī)抗菌劑。天然抗菌劑主要為天然植物的提取物，受資源的限制，應(yīng)用推廣有一定困難；無機(jī)抗菌劑這類化合物的耐洗性很差，殺菌作用比較慢；有機(jī)抗菌劑主要包括醛類、酚類、醇類、過氧化物類、胍類、醚類等，這些有機(jī)抗菌劑雖然耐洗性比較好，但除了胍類抗菌劑，大部分有機(jī)抗菌劑具有毒副作用，能引起皮膚病，對人體有害(某些單體甚至有致癌作用)，耐熱性差、易分解、有氣味，使用壽命短[1]，而胍類抗菌劑處理到棉織物上后不但無毒(對人體不存存致癌性、致變性和致畸性)、無味、無刺激性、耐高溫，抗菌性好，而且耐洗性也很好，抗菌效果持久。
胍存在于蛋白、核酸、鏈霉素等天然產(chǎn)物及甜菜、稻殼、蘑菇和豆類等多種植物中，人和動物體內(nèi)也含有微量的胍，但游離胍很不穩(wěn)定，易吸收空氣中的二氧化碳，生成碳酸胍，所以胍通常以胍鹽的形式穩(wěn)定存在，如鹽酸胍、硝酸胍、碳酸胍、硫酸胍、硬脂酸胍等。胍鹽是胍基化合物中的一個重要組成部分，能衍生出種類繁多的胍基衍生物，這些衍生物內(nèi)其強(qiáng)堿性、高穩(wěn)定性、較好的生物活性等優(yōu)良特性，從而具有很好的抗菌性能，被廣泛地應(yīng)用在化學(xué)醫(yī)療、農(nóng)產(chǎn)品防護(hù)、食品和日用品，紡織品等方面[2]。目前國內(nèi)對于胍類聚合物在棉織物上的應(yīng)用工藝研究還很少，因此，在實驗中，選用一種新型的具有活性基團(tuán)的鹽酸聚六亞甲基單胍作為抗菌劑對棉織物進(jìn)行功能整理，并對其整理工藝進(jìn)行了研究。
1試驗
1·1織物試樣
純棉漂白布40×40133×72(青島裝飾布總廠)
1·2試劑
鹽酸聚六亞甲基單胍(廣東奧納化工新材料有限公司)，氫氧化鈉，氯化鈉，蛋白胨，牛肉浸膏，瓊脂粉，金黃葡萄球菌，磷酸氫二鈉，磷酸
1·3試驗儀器
立式氣動小軋車，烘箱，小樣定形烘干機(jī)，酸度計，電子天平，凈化工作臺，電熱恒溫培養(yǎng)箱，冷藏冷凍柜，小型壓力蒸汽滅菌鍋，全自動縮水率試驗機(jī)，全自動測色色差計，多功能織物強(qiáng)力機(jī)。
1·4抗菌織物整理過程
按照工藝處方先后加入抗菌劑、交聯(lián)劑、交聯(lián)催化劑，用lmol/LNaOH調(diào)pH為8-9，浴比l:15配制抗菌整理液。
工藝流程：二浸二軋(軋余率80%)→預(yù)烘(溫度80℃，5min)→焙烘(160℃，3min)→水洗→烘干（80℃）。
1·5測試指標(biāo)
1·5·1抗菌織物的抑菌率
按照國家紡織行業(yè)抗菌標(biāo)準(zhǔn)FZ/TO1021-92測試抗菌織物的抑菌率。
1·5·2抗菌織物耐洗性能的測試
參照GB/T8629-2001標(biāo)準(zhǔn)，按照4A程序(用于特殊整理織物的洗滌程序)對經(jīng)過抗菌整理的織物進(jìn)行洗滌，測定其抗菌性能。
1·5·3抗菌織物性能的測定
整理織物的斷裂強(qiáng)力、撕破強(qiáng)力、白度等指標(biāo)分別按照GB3923-83、GB3919-83、GB3819-1983等國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測試。
2結(jié)果與討論
2·1不加交聯(lián)劑對抑菌性與水洗的影響
將不同濃度的抗菌劑在沒有交聯(lián)劑的情況下整理到棉織物上，測定織物抑菌率與水洗次數(shù)的關(guān)系，測試結(jié)果見表1。
表1無交聯(lián)劑抗菌織物的抑菌率與水洗次數(shù)關(guān)系
N | 抑菌率% | ||
0·5%(抗菌劑) | 1%(抗菌劑) | 2%(抗菌劑) | |
0 | 100 | 100 | 100 |
5 | 37 | 42 | 44 |
10 | 10 | 11 | 13 |
20 | 0 | 0 | 0 |
注：N表示水洗次數(shù)；整理液pH8-9；二浸二軋軋余率80%，預(yù)烘80℃，5min；焙烘160K，3min;水洗；烘干80℃(下同)
由表1可以看出，不加交聯(lián)劑整理的抗菌織物經(jīng)水洗之后其抑菌性下降很快，水洗五次之后抑菌率已經(jīng)低于45%。說明單純使用鹽酸聚六亞甲基單胍整理的抗菌織物不耐洗。原因是鹽酸聚六亞甲基單胍是--種陽離子的化合物，其分子中的胍基與纖維素在實驗中織物整
2·2交聯(lián)劑種類對抑菌性與水洗的影響
分別選用乙二醛、戊二醛、檸檬酸和BTCA作為交聯(lián)劑整理織物，織物的抑菌率與水洗次數(shù)關(guān)系見表2。
表2不同交聯(lián)劑整理織物的抑菌率與水洗次數(shù)關(guān)系
N | 抑菊率% | |||||
原布 | 無交聯(lián)劑 | BTCA | 乙二醛 | 戊二醛 | 檸檬酸 | |
0 | 0 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
10 | 0 | 11 | 97 | 76 | 80 | 97 |
20 | 0 | 0 | 90 | 42 | 53 | 89 |
30 | 0 | 0 | 85 | 23 | 29 | 84 |
注：N表示水洗次數(shù)；所用抗菌劑、交聯(lián)劑、交聯(lián)催化劑用量均為1%，pH8-9；整理工藝同表l
由表2可以看出，隨著水洗次數(shù)的增多，不加交聯(lián)劑和用乙二醛、戊二醛作為交聯(lián)劑整理的抗菌織物的抑菌率下降比較快，水洗十次后抑菌率已經(jīng)很低，這是因為醛基在堿性條件下和纖維素交聯(lián)程度不夠所致。因此，不使用乙二醛和戊二醛來做進(jìn)一步的抗菌性能試驗。
而用BTCA和檸檬酸做交聯(lián)劑整理的織物的抑菌率下降比較小。水洗30次后其抑菌率仍大于80%。由此可以確定BTCA和檸檬酸作為交聯(lián)劑具有好的耐洗性。
2·3交聯(lián)劑用量對抑菌性與水洗的影響
選擇抗菌劑用量為1%，交聯(lián)劑用量為0.5%和1%的BTCA和檸檬酸整理的抗菌織物進(jìn)行浸漬培養(yǎng)法抑菌率試驗，測試結(jié)果見表3。
表3不同交聯(lián)劑用呈整理織物的抑菌率與水洗次數(shù)關(guān)系
N | 抑菌率% | ||||
無交聯(lián)劑 | BTCAl% | BTCAO.5% | 檸檬酸1% | 檸檬酸0.5% | |
0 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
10 | 11 | 97 | 95 | 97 | 94 |
20 | 0 | 90 | 84 | 89 | 84 |
30 | 0 | 85 | 68 | 84 | 67 |
注：N表示水洗次數(shù)；抗菌劑1%，pH8-9；整理工藝同表l
由表3可以看出，加入交聯(lián)劑BTCA整理的抗菌試樣水洗后的抑菌性比不加交聯(lián)劑整理的試樣好很多，而且加入BTCA為l%比其為0.5%的耐洗性好得多。因為交聯(lián)劑BT
另外，交聯(lián)劑檸檬酸的加入提高了鹽酸聚六亞甲基單胍化在棉織物上的耐洗性，而且經(jīng)1%的檸檬酸整理的織物比其為0.5%整理的抗菌織物的耐洗性好。其原理基本同BTCA。
對于交聯(lián)劑BTCA和檸檬酸來說，在相同用量下，經(jīng)交聯(lián)劑BTCA整理的抗菌織物水洗后其抑菌性稍好于經(jīng)交聯(lián)劑檸檬酸整理的抗菌織物，但由于成本原因，本試驗采用檸檬酸作為交聯(lián)劑。
2·4pH值的確定
為了確定整理液的最佳pH值，選擇了整理液pH分別為3、5、7、8、9、10，進(jìn)行整理，整理的擾菌織物進(jìn)行浸漬培養(yǎng)法抑菌率試驗，測試結(jié)果見表4。
表4不同pH整理的織物水洗次數(shù)與抑菌率關(guān)系
N | 抑菌率% | |||||
pH3 | pH5 | pH7 | pH8 | pH9 | pHlO | |
0 | 96 | 96 | 99 | 100 | 100 | 100 |
10 | 63 | 67 | 89 | 96 | 97 | 97 |
20 | 51 | 54 | 70 | 89 | 89 | 90 |
30 | 24 | 31 | 51 | 83 | 84 | 83 |
注：N表示水洗次數(shù)，檸檬酸1%，抗菌劑1%，整理工藝同見表l
由表4可看出，布酸性或中性條件下整理的抗菌試樣不耐水洗，而在堿性條件下，織物耐水洗性良好。原因可能是因為鹽酸聚六亞甲基單胍溶液中胍基易吸引正離子形成穩(wěn)定的陽離子而使溶液呈堿性，在酸性條件下鹽酸聚六亞甲基單胍與酸作用，使與纖維結(jié)合的抗菌劑的量減少，導(dǎo)致抑菌率下降。在堿性條件下，堿可促進(jìn)抗菌劑與纖維的交聯(lián)，使抗菌效果更好。
2·5織物強(qiáng)力及白度變化
對經(jīng)過1%抗菌劑、1%交聯(lián)催化劑和交聯(lián)劑分別是BTCA和檸檬酸整理過的織物進(jìn)行強(qiáng)力和白度測試，結(jié)果見表5。
表5織物的強(qiáng)力和白度
原布 | 無交聯(lián)劑 | BTCAl% | BTCAO.5% | 檸檬酸1% | 檸檬酸0.5% | |
撕破強(qiáng)力cN | 717.12 | 695.45 | 651.92 | 680.81 | 667.43 | 669.87 |
斷裂強(qiáng)力N | 388.99 | 372.27 | 301.36 | 350.97 | 331.89 | 371.91 |
白度% | 93.96 | 92.76 | 90 | 91.50 | 87.31 | 89.75 |
注：強(qiáng)力值均為緯向
由表5可知，對于經(jīng)過抗菌劑與交聯(lián)劑共同整理過的織物其物理性能的變化不很大。隨著交聯(lián)劑濃度的增大，織物的物理性能的下降也趨向明顯。不論是BTCA還是檸檬酸，其斷裂強(qiáng)力、撕破強(qiáng)力都有一些下降，而檸檬酸整理過的布樣由度下降稍大。但都在織物應(yīng)用允許的范圍之內(nèi)。
3結(jié)論
(l)將鹽酸聚六亞甲基單胍(PHMA)和交聯(lián)劑檸檬酸均以用量為1%、pH8-9條件下整理到棉織物上，洗滌30次后，其抑菌率仍可達(dá)到80%以上，具有較好的耐洗性。
(2)通過試驗所用最佳工藝條件處理所得織物其主要物理性能的變化在織物應(yīng)用允許的范圍之內(nèi)，可以滿足織物服用性能的需要。
(3)用胍類抗菌劑整理棉織物是使織物獲得抗菌性能的一種很好的方法，其環(huán)保及對人體的無毒害性等優(yōu)點使之具有很理想的應(yīng)用前景。
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