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进入21世纪,绿色抗菌性已成为多功能纺织品的重要性能之一。采用新的生产技术或对纤维表面进行修饰等方法可使纺织品实现智能化、功能化等神奇效果。本课题采用复凝聚微胶囊法,以具有抗菌保健作用的艾蒿油为芯材,以壳聚糖分别与十二烷基苯磺酸钠及海藻酸钠作壁材,制备微胶囊抗菌整理剂,用不同的方法对所制微胶囊外观形态、包埋率及缓释性进行表征,测定了微胶囊溶液及其整理织物的抗菌性。
以壳聚糖作纺织品抗菌整理剂,相对分子质量不宜太大,否则会导致抗菌性差、渗透难、影响织物性能等缺陷。试验采用双氧水氧化法对壳聚糖进行降解。为降低生产成本,保证试验过程中壳聚糖相对分子质量的稳定,对原壳聚糖降解工艺进行了改进。壳聚糖降解新工艺为:双氧水质量分数4.5%,乙酸质量分数3.5%,壳聚糖质量分数2%,反应时间100min,排除双氧水时,将pH由原来的7.0提高到10.0,时间由原来的0.5h延长为2h。由此得到的壳聚糖的相对分子质量约为18000。
通过正交试验,优化出的壳聚糖/十二烷基苯磺酸钠-艾蒿油(A)微胶囊的最佳工艺为:系统质量分数(芯材和壁材质量分数之和)1%,芯壁质量比1:1,pH值6.0,搅拌速度300r/min,交联剂用量占壳聚糖质量的2%,交联时间60min。制备壳聚糖/海藻酸钠-艾蒿油(B)微胶囊时,采用界面复合物生成法乳化艾蒿油,其最佳工艺为:复合乳化剂(mspan80:mTween80为3:2)质量为芯材质量的30%,乳化时间30min,乳化温度50℃,乳化转速1000r/min。用复凝聚法制备微胶囊B的最佳工艺为:复凝聚反应的最佳pH值为7.0,系统质量分数1.2%,芯壁质量比3:1,复凝聚温度40℃,搅拌速度400r/min,交联剂用量占壳聚糖质量的2%,交联剂时间60min。
微胶囊抗菌整理剂的检测包括外观形态、包埋率、缓释性及抗菌性。实验结果表明,最佳工艺制备的微胶囊A,外观规整圆滑,平均粒径为12.5μm,分布较集中。用分光光度计法测得微胶囊A的包埋率为86.76%;用称重法测其具有良好的缓释性。采用热重-差热分析法检测微胶囊A的包埋率和缓释性,包埋率达88%,缓释性较好。采用滤纸片法测定不同浓度微胶囊A及壳聚糖溶液的抗菌性能,随着溶液浓度的增加,抗菌性增加:在同等浓度下微胶囊的抗菌性大于壳聚糖的抗菌性。用1.0g/L微胶囊溶液对织物进行整理,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率分别为97.95%和98.1%。用最佳工艺制备的微胶囊B的平均粒径为100μm,经热重-差热分析法检测其包埋率为56%,用滤纸片法测定不同浓度的抗菌性,随着溶液浓度的增加,抗菌性增加。
对比A和B两种微胶囊的性质:微胶囊A(12.5μm)的粒径远远小于微胶囊B(100μm);微胶囊A的包埋率88%,高于微胶囊B的包埋率约32%;两种微胶囊均具有良好的缓释性能;两种微胶囊溶液均具有抗菌性,微胶囊A抗菌性大于微胶囊B。