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《紡織用抗菌劑,塑膠抗菌劑,涂料抗菌劑,滌綸抗菌劑,鞋用抗菌劑,防臭抗菌劑,印染抗菌劑,消臭抗菌劑》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、應(yīng)用納米TiO2對(duì)織物進(jìn)行抗菌整理的研究張環(huán)陳克寧楊俊玲孟欣苑國(guó)紅(天津工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院)原載:六屆論文集;?【摘要】將納米級(jí)TiO2制備成懸浮液,通過(guò)常規(guī)軋烘焙工藝整理棉織物,制備抗菌織物。以大腸桿菌為試驗(yàn)菌株,進(jìn)行微生物培養(yǎng),測(cè)試織物的抗菌性能,研究證明納米TiO2能賦予織物較好的抗菌整理結(jié)果。【關(guān)鍵詞】納米TiO2、織物、抗菌?TiO2作為一種優(yōu)良的光催化劑已廣泛應(yīng)用于催化氧化環(huán)境中的有機(jī)污染物,納米級(jí)TiO2比之普通粒徑的顆粒更具有卓越的催化性能[1~2]。近十幾年來(lái),TiO2作為一種新型無(wú)機(jī)抗菌劑廣泛應(yīng)用于紡織品、衛(wèi)生用品、
2、建筑材料、涂料等領(lǐng)域[3~6],其抗菌性能廣譜、耐久、安全,而且其光化學(xué)穩(wěn)定性?xún)?yōu)良,無(wú)毒、價(jià)廉。將納米TiO2應(yīng)用于織物上,可以賦予紡織品抗菌功能,具有重要的意義和廣闊的市場(chǎng)前景。本文研究將納米TiO2抗菌劑懸浮液作為織物整理劑,采用常規(guī)整理工藝制備出具有抗菌性能的織物。1.實(shí)驗(yàn)部分1.1儀器與試劑28×28/354×196純棉織物。納米TiO2(金紅石型),粘合劑106,分散劑IW,大腸桿菌E.coli,營(yíng)養(yǎng)瓊脂。HORIBALA-300激光散射粒度分布儀(日本島津),HYG-A全溫?fù)u瓶柜(江蘇太倉(cāng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠),HH.B11-600BS電熱恒溫培
3、養(yǎng)箱(天津中環(huán)實(shí)驗(yàn)電爐有限公司),DL-101-1B電熱鼓風(fēng)干燥箱(天津中環(huán)實(shí)驗(yàn)電爐有限公司),YX280B蒸汽消毒器(上海三申醫(yī)療器械有限公司),NM-450二輥軋車(chē)(日本),DK-5E焙烘機(jī)(日本)。1.2菌液準(zhǔn)備在無(wú)菌環(huán)境下,用接種環(huán)挑取少量轉(zhuǎn)種三次的新鮮斜面菌種,放入生理鹽水中制成菌懸液。用生理鹽水將菌液稀釋?zhuān)♂屩辆鷿舛燃s104cfu/ml~105cfu/ml,備用。1.3抗菌織物制備方法整理工藝采用常規(guī)軋烘焙工藝,工藝為:二浸二軋—烘干(100℃/2min)—焙烘(160℃/2min)。1.4織物抗菌性能測(cè)試參照織物抗菌性能測(cè)試方法FZ
4、/T01021-1992,將大腸桿菌菌液稀釋至104~105cfu/ml濃度,取1ml菌液,分別加入測(cè)試及對(duì)照織物上,確保菌液均勻分布,封好封口,以防蒸發(fā)。于37℃,在光照條件下培養(yǎng)24h后,將織物上菌液充分洗滌后進(jìn)行菌落計(jì)數(shù),對(duì)比對(duì)照織物上剩余菌落數(shù),計(jì)算抗菌織物抗菌率。2.結(jié)果討論2.1TiO2抗菌劑的抗菌性能本文實(shí)驗(yàn)采用金紅石型TiO2,經(jīng)由HORIBALA-300粒度測(cè)定儀對(duì)TiO2粒徑進(jìn)行測(cè)定,該測(cè)試儀的最小分辨率要求為顆粒粒徑>100nm,經(jīng)測(cè)試,儀器無(wú)法識(shí)別TiO2顆粒,故可確定該TiO2為粒徑小于100nm的納米級(jí)。實(shí)驗(yàn)首先考察納米
5、TiO2抗菌性能。取一定量抗菌劑加入液體培養(yǎng)基中,加入實(shí)驗(yàn)菌株,37℃光照條件下振蕩培養(yǎng)不同時(shí)間后,測(cè)定抗菌劑的抗菌率。測(cè)得抗菌率數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。表1納米TiO2抗菌性能編號(hào)抗菌劑量(ml)抗菌率%照射4h照射21h00001283.3%1002494.7%100由表中數(shù)據(jù)可知,抗菌劑用量和光照條件對(duì)TiO2的抗菌性有很大的影響。在一定光照條件下,抗菌劑表現(xiàn)較好的抗菌性??咕鷦┝枯^多時(shí),在較短光照時(shí)間即具有較高抗菌性。在較低TiO2濃度下,延長(zhǎng)光照時(shí)間21小時(shí)以上,培養(yǎng)體系中的細(xì)菌幾乎全部殺滅。本實(shí)驗(yàn)所用抗菌劑具有很高光催化抗菌性。二氧化鈦光催化殺滅微
6、生物細(xì)胞有兩種不同的生化機(jī)理。TiO2在受到波長(zhǎng)小于387.5nm的光照射時(shí),電子激發(fā)躍遷,從而產(chǎn)生電子(e-)和相應(yīng)的空穴(h+)。第一種是光激發(fā)TiO2和細(xì)胞的直接反應(yīng),即光生電子和光生空穴直接和細(xì)胞壁、細(xì)胞膜或細(xì)胞的組成成分反應(yīng)。光激發(fā)TiO2首先破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜,然后和細(xì)胞內(nèi)的組成成分發(fā)生生化反應(yīng),導(dǎo)致功能單元失活而致細(xì)胞死亡。另一機(jī)理是光激發(fā)TiO2與細(xì)胞的間接反應(yīng),即光生電子或光生空穴與水或水中的溶解氧反應(yīng),形成氫氧自由基和過(guò)氧化氫自由基等活性氧類(lèi)。TiO2的光生空穴具有非常強(qiáng)的氧化能力,可將吸附在TiO2表面的O2和H2O氧化成活性
7、羥基·OH、超氧原子·O2-、過(guò)羥基·OOH和H2O2?;钚粤u基等強(qiáng)氧化劑通過(guò)一系列鏈?zhǔn)椒磻?yīng)與細(xì)胞壁、細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)的組成成分發(fā)生生化反應(yīng),破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),使細(xì)菌蛋白質(zhì)分解??傊?,TiO2催化殺菌效應(yīng)是在光照條件下各種作用協(xié)同作用的結(jié)果。圖1為不同光照時(shí)間后的織物上菌落計(jì)數(shù)平板。圖1-a空白對(duì)照樣圖1-b光照4小時(shí)后試樣圖1-c光照21小時(shí)后試樣圖1不同光照時(shí)間后,TiO2抗菌性能的比較2.2粘合劑及分散劑對(duì)織物抗菌性能影響經(jīng)整理的實(shí)驗(yàn)織物,分別在不同條件下進(jìn)行水洗,然后再進(jìn)行抗菌測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在緩和水洗條件下,仍有較好的抗菌性能。但經(jīng)劇烈水洗后,織
8、物抗菌性下降較多,說(shuō)明TiO2顆粒和織物纖維間的作用力不牢固,經(jīng)較劇烈水洗后大部分抗菌劑脫落,織物抗菌性喪失。應(yīng)考慮選用適