黨參抗菌黏膠纖維的制備及性能

李慧敏

(青島大學(xué)紡織服裝學(xué)院，山東青島 266071)

現(xiàn)今消費(fèi)者不再只是追求簡單的功能性抗菌紡織品，更看重綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的功能性抗菌紡織產(chǎn)品。被賦予抗菌功能的纖維一般使用抗菌活性劑在細(xì)胞表面或細(xì)胞中，干擾、隔絕細(xì)菌的正常代謝與生長[1－2]。而黨參提取物中某些特定功能的抗菌物質(zhì)或經(jīng)誘導(dǎo)后產(chǎn)生的植物防衛(wèi)素，共同對某些病原菌的生長發(fā)育進(jìn)行有效的殺死或抑制[3]，其提取物微粉水溶性與黏膠紡絲液共混紡絲得到的黨參抗菌黏膠纖維擁有長久抗菌性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與器材

實(shí)驗(yàn)材料:黏膠紡絲液(專業(yè)公司提供，甲纖含量8.9%)、黨參提取物水溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%)、濃硫酸、硫酸鈉、硫酸鋅、氫氧化鈉、營養(yǎng)瓊脂、無機(jī)鹽瓊脂培養(yǎng)基(北京陸橋技術(shù)股份有限公司)、蒸餾水等。

實(shí)驗(yàn)器材:濕法紡絲小樣機(jī)，TESCAN VEGA3掃描電鏡，電子能譜測試儀(DBS)，LLY－06E型電子單纖維強(qiáng)力儀(太原萊州市電子儀器有限公司)，Nicolet5700智能傅立葉紅外光譜儀(美國Varian公司)，101－2型干燥箱，U－3010紫外分光光度計(jì)(日本日立公司)，DK－98－I型電熱恒溫水浴鍋(浙江力辰儀器科技有限公司)，恒溫恒濕培養(yǎng)箱(天津賽得利斯有限公司)等。

1.2 黨參提取物水溶液的制備

本實(shí)驗(yàn)所用纖維的有效添加物，采用處理方法是傳統(tǒng)中藥制備。將黨參原植株挑揀、洗凈、曬干，再進(jìn)行二次挑揀和進(jìn)一步晾曬烘干。實(shí)驗(yàn)所用的黨參提取物微粉采用水萃取法制得。將提取物微粉以重量計(jì)，按照甲纖質(zhì)量的10%將微粉溶于水中(可根據(jù)需要適當(dāng)加熱至沸騰，以提高提取物微粉溶解性)，制備成提取物水溶液備用。

1.3 黨參抗菌黏膠纖維的制備

將制備的黨參提取物水溶液加入到黏膠紡絲溶液中，共混后需兩次充分?jǐn)嚢琛㈧o置、脫泡，使得提取物顆?？梢跃鶆蚍稚⒃诩徑z液中，再采用濕法紡絲工藝紡絲，制得黨參抗菌黏膠纖維。

2 結(jié)果與討論

2.1 黨參抗菌黏膠纖維傅立葉紅外光譜測試

依據(jù)傅立葉紅外光譜儀(FT－IR)測試方法，使用溴化鉀壓片法測試了改性前后的黏膠纖維的紅外光譜性能，并對得到的兩種纖維的紅外光譜圖進(jìn)行了對比研究。

圖1 改性前后黏膠纖維傅立葉紅外吸收光譜

由圖1傅立葉紅外吸收光譜圖可知，改性前后的黏膠纖維在各處峰值基本一致，說明二者所含的官能團(tuán)基本一致，即經(jīng)過功能改性后的黏膠纖維較之改性前的黏膠纖維，官能團(tuán)并沒有發(fā)生大的改變，在結(jié)構(gòu)上并沒有發(fā)生變化。

2.2 黨參抗菌黏膠纖維能譜測試及縱向形態(tài)

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 25724－2017符合性測試規(guī)范，利用掃描電鏡和電子能譜測試儀(DBS)對改性前后黏膠纖維進(jìn)行能譜測試分析；利用TESCAN VEGA3掃描電鏡拍攝改性前后的黏膠纖維的縱向形態(tài)結(jié)果見圖2所示:

圖2 改性前后黏膠纖維能譜測試分析圖

由圖2可知，區(qū)域1來自改性前黏膠纖維，區(qū)域2來自改性后黏膠纖維，對比兩處的C、O含量可知，改性后黏膠纖維由于添加了黨參提取物成分，比改性前黏膠纖維的C、O含量均有所降低，這是由于植物提取物的加入，改變了改性前黏膠纖維的單一成分，在纖維素成分中加入了其他微量元素，替代了原有的C元素。但二者整體縱向形態(tài)無較大差異，所以天然抗菌劑的添加并沒有對纖維外表面造成很大改觀及破壞。

2.3 黨參抗菌黏膠纖維力學(xué)性能測試

依據(jù)GB/T14337－2008《化學(xué)纖維短纖維拉伸性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)，利用LLY－06E型電子單纖維強(qiáng)力儀對改性前后的黏膠纖維在干、濕態(tài)下的基本力學(xué)性能進(jìn)行測試，測試結(jié)果如表1所示。

表1 黏膠纖維改性前后的基本力學(xué)性能

由表1可以得知，無論在干態(tài)還是濕態(tài)下，改性后黏膠纖維的斷裂強(qiáng)度都比改性前黏膠纖維的有所增強(qiáng)，且斷裂伸長率均有所增大，改性后纖維的力學(xué)性能整體有所優(yōu)化。

2.4 黨參抗菌黏膠纖維的抗菌性能研究

依據(jù)GB/T 20944.3－2008《紡織品抗菌性能的評價第3部分:振蕩法》測試黨參抗菌黏膠纖維非織造布的抗菌性能。測試結(jié)果如表2所示。

表2 黨參抗菌黏膠纖維非織造布抑菌性能測試結(jié)果

通過表2可以看出，黨參抗菌黏膠纖維的抗菌性能優(yōu)良。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明改性后黏膠纖維非織造布水洗0次和水洗20次對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌的抑菌率分別達(dá)到97%、96%、91%和95%、94%和90%，對三種菌類都表現(xiàn)出了很強(qiáng)的抑制活性和耐水洗性，且水洗20次后，其抗菌效果依舊顯著。

3 結(jié)論

(1)通過分析改性前后的黏膠纖維的傅立葉紅外光譜圖，可以得出功能劑的添加并沒有改變黏膠纖維中大分子結(jié)構(gòu)的主要官能團(tuán)。

(2)通過觀察對比改性前后的黏膠纖維的C、O含量及縱向形態(tài)，可知黨參提取物水溶液加入前后對黏膠纖維的基本物理形態(tài)并無改變。

(3)改性后黏膠纖維的干、濕斷裂強(qiáng)度較之改性前均略有增強(qiáng)，屬于合理范圍。

(4)改性后的黏膠纖維非織造布所做0次與20次水洗后抗菌測試結(jié)果可知，改性后的黨參抗菌黏膠纖維對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌及白色念珠菌的抗菌率均達(dá)到90%以上，符合國家規(guī)定的抗菌標(biāo)準(zhǔn)，充分表明其抗菌性及耐水洗性優(yōu)良。