纳米银锌复合抗菌纺织品的制备.docx

摘要1关键词1Abstract1Keywords21引言31.1 抗菌材料的发展3L2抗菌材料的分类31.3 银基抗菌剂4锌基抗菌剂51.5研究意义62实验部分62.1实验所需仪器和药品72.2纳米银锌复合抗菌纺织品的制备72.3表征方法93实验结果讨论103.1制得样品归纳103.2颜色和手感113.3SEM分析113.4抗紫外性能分析183.5抗菌性能分析203.6纺织品静电性能分析214结论23参考文献24致谢错误!未定义书签。摘要：随着人们生活水平的不断提高对棉织物抗菌抑菌性、防紫外线能力等性能要求也不断提升。通过利用棉织物自身的纤维素对银离子和锌离子具有吸附性和还原性的性质，尝试先用氢氧化钠溶液对棉织物进行预处理，然后与硝酸银溶液和硝酸锌溶液直接进行反应，以此制备纳米银锌复合抗菌棉织物，并采用扫描电子显微镜(SEM).能谱分析(EDS)、紫外可见分光光度计和表面电阻测试仪等仪器对制备得到的纳米银锌复合抗菌棉织物进行表征；考察了棉织物的支数和棉织物的处理方式等因素对制备纳米银锌复合抗菌绵织物中银元素和锌元素含量的影响。结果表明，自还原法可制备纳米银锌复合抗菌纺织品。棉织物支数越密，纳米银和纳米锌附着能力越弱。织物表面负载的银粒子尺寸为30-100nm,织物表面负载的锌粒子尺寸为30-100nm,制备得到的棉织物具有抗菌性、防静电和一定抗紫外线能力，且自还原法操作流程简单，能够减少环境污染和资源浪费。关键词：硝酸银硝酸锌棉织物纤维素自还原纳米银锌复合抗菌纺织品Abstract:Withthecontinuousimprovementofpeople'slivingstandards,theperformancerequirementsofcottonfabricsuchasantibacterialandantibacterial,anti-ultravioletabilityarealsoimproving.Byusingthecelluloseofcottonfabrictoadsorbandreducesilverandzincions,thecottonfabricwaspretreatedwithsodiumhydroxidesolution,andthenreactedwithsilvernitratesolutionandzincnitratesolutiondirectly,topreparenanosilverzinccompositeantibacterialcottonfabric.Thenano-silverzinccompositeantibacterialcottonfabricwascharacterizedbyscanningelectronmicroscopy(SEM),energydispersivespectroscopy(EDS),ultraviolet-visiblespectrophotometer,andsurfaceresistancetester.Theeffectsofthenumberofcottonfabricsandthetreatmentofcottonfabriconthecontentsofsilverandzincelementsinthepreparationofnano-silverzinccompositeantibacterialcottonfabricwereinvestigated.Theresultsshowthatnano-silver-zinccompositeantibacterialtextilescanbepreparedbyself-reductionmethod.Thedenserthecottonfabric,theweakertheadhesionabilityofnanosilverandnanozinc.Thesizeofsilverparticlesloadedonthefabricsurfaceis30-1OOnm,andthesizeofzincparticlesloadedonthefabricsurfaceis30-100nm.Thepreparedcottonfabrichasantibacterial,anti-static,andcertainanti-ultravioletabilities,andtheself-reductionmethodissimple,whichcanreduceenvironmentalpollutionandresourcewaste.Keywords:silvernitratezincnitratecottonfabriccelluloseselfreductionnanosilverzinccompositeantibacterialtextiles1引言在人类赖以生存的环境中离不开各种各样的细菌，其中不乏有一些对人类的生产和生活有益的细菌，如乳酸杆菌、双歧杆菌等，但事物都具有两面性，还有其它大量的致病菌会危害人类的生命健康。2019年约有700多万死亡病例与常见的30余种细菌感染有关，其中致死率的最常见细菌分别为金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌和大肠埃希菌等，其中葡萄球菌是人类日常生活中最常见的细菌，许多皮肤细菌感染和眼耳鼻喉感染都是由葡萄球菌引起的。因此抗菌在生活中至关重要。抗菌面料的应用范围非常广，小到贴身衣物如内衣、内裤、袜子等，大到生活用品如床品、毛巾等，这些人们直接接触的面料很容易残留汗液、油脂和灰尘等，这些都有利于细菌的滋生。随着生活水平的不断提升，人们对纺织品的要求也逐步升高，功能化纺织品成为发展的主流，具有抗菌、抗紫外线和抗静电的纺织品成为市场上的热销商品，同时也被纺织品行业所重视。因此，抗菌面料的研究具有重要的现实意义。1.1抗菌材料的发展有关资料的记载°,最早的抗菌技术可以追溯到古埃及文明时期，人们用布料浸泡在植物提取液中，用于包裹木乃伊，防止其腐烂；成书于战国时期的山海经记载了用硫磺和熏香草的方式来防止牲畜和人患瘟疫；左传中也有记载“叔展日有麦曲乎？”此处的“曲”是一种可以用作治疗消化系统疾病的抗菌剂。直到1864年，巴斯德发现微生物的存在为李斯特的疾病细菌说提供了关键证据。在二战以前，人们通过物理、化学或生物手段使细菌失活以达到灭菌的效果。在第二次世界大战中，德国军队通过对服装进行季镀盐的抗菌处理而显著减少了伤员的感染°。此后，抗菌材料开始被人们所关注，拉开了现代抗菌材料研究与应用的序幕。1.2抗菌材料的分类从结构和提取方式上，通常将已经开发的抗菌材料分为无机抗菌材料、有机抗菌材料、天然抗菌材料和复合抗菌材料，这些材料在抗菌效果、应用性能以及安全性等方面各有其优缺点。无机抗菌材料是将银、锌、铜等金属元素负载在无机载体上形成的材料，具有安全性高、耐热性好和不挥发的特点。无机抗菌材料的抗菌形式可以是无机金属元素直接与细菌接触，也可以是使微小的金属粒子进入细胞内，使细胞内的蛋白质等物质丧失活性，还可以利用纳米材料的活性氧进行杀菌，主要可以使细胞内物质发生催化氧化，进而使细胞失活以此破坏细菌繁殖。最初无机抗菌材料主要有溶出型无机抗菌材料和纳米抗菌材料。近几年来，无机抗菌材料的研窕领域主要应用于日常生产生活中，从冰箱到建筑材料，再到牙膏和纺织品等，无机抗菌材料的应用领域在不断拓宽。根据抗菌活性成分的分子结构类型不同将有机抗菌材料分为低分子抗菌材料和高分子抗菌材料。有机抗菌材料的特点为抗菌效果显著、种类繁多、应用范围广和具有较为成熟的使用技术。依据来源不同将天然抗菌材料分为植物源抗菌材料、动物源抗菌材料和微生物源抗菌材料。天然抗菌材料的特点为资源丰富、用途广泛、安全性高、抑菌性强和使用方便等。例如绿咖啡豆、蒜、牡丹皮、金银花、薄荷和山布等的提取物及虾和蟹中的壳聚糖及其衍生物等均具有天然抗菌成分。天然抗菌技术的应用历史悠久，有资料记载最早是在古埃及时期，人们用植物提取液浸渍布料来包裹木乃伊防止腐烂，随着时代的变化、科技的进步和人们对天然抗菌材料研究的深入，天然抗菌材料的应用领域越来越广泛。复合型抗菌材料是由两种或两种以上的抗菌剂组成的抗菌材料，这些抗菌剂包括无机抗菌剂、高分子抗菌剂、天然抗菌剂、复合有机抗菌剂。复合抗菌材料的特点为兼具多种抗菌剂的抗菌特点，因其包含抗菌剂的种类不同，则不同复合抗菌材料所含抗菌组分也不同，使得不同复合抗菌材料的抗菌功能和效果产生差异。例如壳聚糖与具有抗菌活性的金属元素结合，不仅能起到两者的抗菌作用，还能降低金属元素的毒性。研究最多的复合材料是Ag纳米粒子/壳聚糖，在抗菌材料方面发挥着重要的协同和互补作用。又如人们日常生活中常用到的无菌型医用纱布就是一种复合抗菌材料，其由多种无机抗菌剂和天然抗菌剂组成，它的灭菌原理是采用复合无机抗菌技术，利用抗菌离子的渗透作用对纱布进行纤维改性，使抗菌成分与纱布纤维素分子紧密结合，从而破坏了细菌的细胞壁、细胞膜和细胞核，最终达到杀灭细菌的效果。1.3银基抗菌剂银(Ag)为过渡金属的一种，它是一种具有银白色金属光泽的贵金属。在我国古代，人们对银就有了一定的认识，至今已有4(MX)多年的历史。在古代金属银常被用作制造器皿、货币、珠宝、合金等°。公元前300多年，马其顿王国的君主率领士兵东征时，感染了热带痢疾，导致大多数士兵死亡。但军官很少生病，事实证明军官的餐具多为银器，士兵的餐具多为锡制。由此可见，从很早人们就认识到金属银具有抗菌作用。在水中金属银可以分解非常少量的银离子，当细菌与产生的银离子接触时，某些细菌成分会受到破坏或产生功能性障碍。当微量的银离子到达细菌的细胞膜时，依靠库伦引力，将两者牢固地结合在一起，银离子穿过细胞壁进入细胞内，并于SH基反应，使蛋白质凝固，破坏酶的活性，细胞最终丧失分裂增殖能力而死亡°。由此对多种微生物具有较强的抗菌作用，因此无机抗菌材料中银基材料（主要是银离子或纳米银粒子）是最常用的抗菌材料°。有相关研究表明，银离子在很低的浓度下依旧具有很强的抗菌效果°。但是银离子在溶液中并不稳定，例如银离子具有光化学活性,应用时可以在可见光的激发下发生光致变色，并使银离子生成金属银单质，从而导致抗菌能力降低。因此在近些年人们利用纳米技术制造了纳米银粒子。纳米银粒子是金属银的一种特殊形式，是指粒径在I-100nm之间具有特定的物理、化学和生物特征的金属银微粒°。由于纳米银比普通尺寸的银体积更小，具有更大的表面积，因此纳米银具有超强的活性和渗透性，其杀菌效果是银离子的数百倍°。纳米银是一类具有无耐药性、安全性高、抑菌和杀菌作用的新型抗菌剂。目前纳米银材料被广泛应用于食品工业、电子工业、纺织业和医疗等领域。目前的研究表明，纳米银的抗菌机理大概有以下四种，第一种通过降低细菌内呼吸链脱氢酶的活性，引起活性氧物质的产生,从而达到杀菌抗菌的效果；第二种纳米银与蛋白质半胱氨酸残基中的SH基作用，使其丧失活性°；第三种通过与细胞膜中的一些成分相互作用，从而增加细胞膜的渗透性，使得细胞膜的完整性遭到破坏°,从而达到杀菌抗菌的效果；第四种纳米银粒子进入细菌体内与蛋白质类的物质发生反应，抑制了细菌的分裂增殖°,从而达到杀菌抗菌的效果。纳米银材料的抗菌机理现在仍旧是研究重点，关于其抑菌机理还有许多种看法，确切的机制需要继续研究。1.4锌基抗菌剂最早在1930年人们研发了毗咤硫酮锌，自此锌基抗菌剂开始被逐渐发掘并应用于日常消费品中。目前，锌基抗菌剂包含了氧化锌、锌盐（如锡酸锌°）和锌离子络合物等，并广泛应用于化工业、纺织业、食品业、化妆品业和医疗领域等。迄今为止，无机抗菌剂因其长效、低浓度等特点受到人们的关注，在无机抗菌剂中，因为金属离子的不同而具有不同的抗菌能力，其中抗菌能力大小排