O-羧甲基壳聚糖改性鞋用尼龙66织物及其性能研究(Ⅰ)——O-羧甲基壳聚糖氨基保护及工艺优化

O-羧甲基壳聚糖是一种既含有氨基又含有羧基的两性聚电解质物质,具备优良的化学反应活性和生物活性.利用O-羧甲基壳聚糖改性尼龙66织物,可赋予织物良好的抗静电性、生物相容性,优良的抗菌性.作为O-羧甲基壳聚糖改性尼龙66织物的前期研究,主要利用二碳酸二叔丁酯作为氨基保护剂对O-羧甲基壳聚糖的—NH2实施保护,得出了最佳保护工艺,具体为:反应时间17 h,保护剂用量12 mmol/L,反应温度30℃,氨基保护率为93.2%.由此得到的O-羧甲基壳聚糖为主要含有羧基的壳聚糖衍生物,可作为尼龙66织物的接枝改性剂.     

壳聚糖接枝改性单羧基棉织物的结构及性能

采用HNO3/H3PO4-NaNO2氧化体系选择性氧化棉织物得到单羧基纤维素,然后与壳聚糖溶液酰胺交联反应,使壳聚糖化学键合单羧基棉织物。研究HNO3/H3PO4-NaNO2氧化时间对单羧基棉织物羧基含量、断裂强力及壳聚糖接枝后棉织物增重率的影响,得出氧化时间在45min时,壳聚糖接枝棉织物的最大增重率为5.52%。运用固相CP/MAS 13C NMR、FT-IR、SEM和XRD等测试分析,结果表明,HNO3/H3PO4-NaNO2体系将棉纤维葡萄糖单元中C6位伯羟基选择性氧化成羧基,壳聚糖分子中的氨基与氧化棉织物上的活性羧基反应形成C-N酰胺化学键,壳聚糖在织物表面共价交联成膜。壳聚糖接枝反应后,单羧基棉织物的结晶度从65.37%下降到60.86%,壳聚糖改性棉织物的断裂强力、白度及毛细效应有所减小,但折皱回复角明显提高。     

改性壳聚糖对合纤织物整理的结合状态分析

为探讨壳聚糖对抗菌整理合纤织物的结合状态,采取3种工艺配方将改性的季铵盐壳聚糖(HTCC)配制成改性壳聚糖抗菌整理液。以腈纶针织面料和维纶包装袋为试样,用改性壳聚糖抗菌整理液对织物进行后整理。通过扫描电镜观察和傅里叶红外光谱分析,探究改性壳聚糖在纤维上的吸附结合状况。研究结果表明:在黏合剂体系作用下,改性后的季铵盐壳聚糖与腈纶及维纶织物都发生了黏附结合,织物表面确实有改性壳聚糖的吸附存在,从而达到了对合纤织物抗菌整理的目的。     

丝网印刷还原氧化石墨烯改性蚕丝织物的导电与电热性能

为探究组织结构与丝网印刷次数对蚕丝织物导电性、耐水洗性以及电热性能的影响,设计缎纹组织、斜纹组织、重纬组织3种结构,通过丝网印刷工艺制备氧化石墨烯(GO)改性蚕丝织物,经过原位还原制得还原氧化石墨烯(RGO)改性导电蚕丝织物。借助扫描电子显微镜和X射线衍射仪对RGO改性蚕丝织物进行表观形态观察与晶体结构表征,分析了RGO改性蚕丝织物的导电性、耐水洗性和电热性能。结果表明：随着丝网印刷次数的增加,织物的电阻率逐渐减小;相同丝网印刷次数下电阻率最小的为RGO改性重纬蚕丝织物,经9次水洗后,丝网印刷5次所得RGO改性缎纹、斜纹、重纬蚕丝织物的电阻率分别增大了0.710、0.472、0.308 kΩ·cm;相比RGO改性斜纹和重纬蚕丝织物,RGO改性缎纹蚕丝织物具有较好的电热性能,在0.025 A的恒定电流下以10℃/s的升温速率达到96℃的饱和温度。通过丝网印刷工艺制备的RGO改性蚕丝织物在智能可穿戴纺织品领域具有良好应用潜力。     

改性壳聚糖接枝亚麻织物及其抗菌性能

针对壳聚糖水溶性和抗菌性能差的问题,采用(3-羧丙基)三苯基溴化鏻(TPPB)和三聚氯氰(TCT)双改性壳聚糖,并将其整理到亚麻织物上。采用红外光谱、粒径、Zeta电位、EDS、SEM和抑菌测试进行分析表征。单因素试验结果表明,CS与TPPB的质量比为1∶2,CS与HOBt的质量比为1∶1,合成TPPB-CS的反应温度为80℃,反应时间为10 h, CS与TCT的质量比为1∶1,合成TPPB-CS-TCT的反应温度为0℃,反应时间为2 h时,整理后的亚麻织物对金黄色葡萄球菌的抑菌率可达100%,对大肠埃希菌的抑菌率可达99.77%,具有良好的抗菌性能。     

蚕丝织物微波多功能环保改性工艺

蚕丝织物由于其柔滑、舒适等特点非常受消费者青睐,但由于织物存在易起皱、滋生细菌等问题,需要对其进行功能整理,传统的热传导功能整理改性加热方法存在加热不均匀、加热时间较长等问题。文章提出采用环保、均匀和快速的微波加热方法将自制的整理剂壳聚糖胍盐对蚕丝织物进行功能整理改性,使其具有抗皱、抗菌和染色增深等效果,研究了最佳多功能改性整理工艺。实验结果显示采用微波加热方法将壳聚糖胍盐对蚕丝织物进行改性整理后,蚕丝织物不仅具有较好的抗皱性和抗菌性,还可以提高其染色性能。     

卤胺在织物抗菌改性中的应用进展

卤胺是指其结构中含N-X键(X常为Cl、Br)的化合物。由于N-X键具有较强氧化性,可杀灭细菌、病毒等微生物,因此可用来对织物进行抗菌改性。文章综述了近年来卤胺化合物在织物抗菌改性中的研究进展包括表面接枝、表面涂覆、填充改性、共混改性、反应挤出等方法,并对其前景做了展望。     

丙三醇缩水甘油醚和壳聚糖对蚕丝织物的复合整理

为了改善蚕丝织物的服用性能,提高其抗皱和抗菌性能,用丙三醇缩水甘油醚和壳聚糖对蚕丝织物进行后整理。采用微波辐照方法接枝丙三醇缩水甘油醚,再用壳聚糖醋酸溶液进行二浸二轧后整理。对整理后的蚕丝织物进行力学性能和白度测试。用正交分析法对整理工艺进行优化,得出最佳处理工艺。结果表明,经整理后,蚕丝织物的抗皱性有较大提高;织物的急弹性回复角提高50°左右,缓弹性回复角提高30°左右,断裂强力和白度略有下降。     

壳聚糖季铵盐在木薯蚕丝抗菌整理中的应用

为了改善壳聚糖在水中的溶解性,将氯化缩水甘油三甲基铵与壳聚糖反应,在一定条件下合成了壳聚糖季铵盐(HACC),并将其用于木薯蚕丝的改性处理,采用红外光谱仪、X射线衍射仪及热分析方法对处理前后木薯蚕丝的结构,以及热学性能进行表征与分析。研究表明,从X射线衍射图谱和红外光谱图谱来看,HACC的化学改性使木薯蚕丝纤维中的部分结构发生变化,而且抗菌整理后的木薯蚕丝对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌有较好的抗菌持久性。另外,从热分析的测试结果来看,抗菌整理后的木薯蚕丝的内部结构与未整理相比变得更加紧密且热稳定性增强。     

选择性氧化壳聚糖对真丝织物姜黄染色性能的影响

针对姜黄天然染料对真丝织物直接染色表面色深度(K/S值)低、染色牢度差的问题,利用壳聚糖与TEMPO-Na OCl-Na Br氧化体系制备选择性氧化壳聚糖改性剂对丝织物进行改性.与未经改性的真丝织物相比,经氧化壳聚糖改性织物的姜黄上染率明显提高,且随着壳聚糖氧化程度增加,改性真丝织物的姜黄上染率呈上升趋势.以姜黄改性真丝织物的上染率为指标,确定氧化壳聚糖对真丝织物最佳整理工艺为:氧化壳聚糖质量分数1%,温度65℃,时间1.5 h,浴比1∶50.经氧化壳聚糖改性的真丝织物具有良好的K/S值和染色牢度.     

丝素酰胺改性棉织物的结构及性能

为获得多功能生态棉织物,采用HNO3/H3PO4-NaNO2体系选择性氧化棉织物引入活性羧基,然后与丝素蛋白反应形成酰胺化学键。研究了HNO3/H3PO4-NaNO2 氧化时间对氧化棉织物羧基含量、断裂强力的影响,分析了氧化时间、丝素质量浓度和处理时间对氧化棉织物接枝率的影响,得出氧化时间1h和接枝时间2h 时,氧化棉织物的丝素接枝率为10.43%。利用红外光谱、扫描电镜等测试手段分析表明：HNO3/H3PO4-NaNO2 将棉纤维分子中C6位伯羟基选择性氧化成羧基,丝素的氨基与氧化棉织物的羧基反应生成C-N酰胺键,丝素在织物表面交联成膜;丝素改性棉织物的机械强力、白度稍有降低,而折皱回复性和吸湿性明显提高;丝素改性棉织物承载和缓释的金银花提取物为原棉织物的3.45倍,金银花处理的丝素改性棉织物经30次水洗后仍有较高的抑菌活性。     

丝素蛋白/壳聚糖微球制备及其抗菌性能

为开发一种对人体有益且天然无害的抗菌整理剂,采用乳液聚合法制备丝素蛋白/壳聚糖抗菌微球,分析了不同比例下丝素蛋白和壳聚糖制备微球的微观形貌、粒径、二级结构、晶体结构、热稳定性和抗菌性能。结果表明:丝素蛋白质量分数为6%,壳聚糖溶液的质量分数为3%,壳聚糖溶液与丝素蛋白溶液的体积配比为1∶2,所制备的微球形态规整圆滑,粒径均匀分布在0.4~1.4 μm之间;其抗菌效果优异,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为(82±4.2)%和(80±2.6)%;在该比例条件下制备的微球的二级结构由silk I型转变为silk II型,热分解起始温度大于250 ℃,具有良好的热稳定性。     

基于废弃针织桑蚕丝织物的抗菌复合纳米纤维膜的制备

采用废弃针织桑蚕丝织物,将其回收、溶解、提纯制备出再生丝素,并作为添加剂应用于纺丝溶液中,利用静电纺丝技术制备出一种抗菌纳米纤维膜。通过对丝素加入比例探究得到最佳的工艺参数,并通过X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)测试分析了所制备的复合纳米纤维膜的物理化学性能。该纤维膜应用于抗菌测试,达到了预期的效果,抑菌率达93.53%,抗菌率达47.62%。通过静电喷涂可直接将纳米纤维膜与涤纶导电织物和普通涤纶织物结合,实现了在纺织品上的初步应用。     

不同分子量壳聚糖型SO2缓释材料性能研究

目的:探讨了壳聚糖分子量对壳聚糖型SO₂缓释材料释放SO₂性能的影响。方法:以壳聚糖为主要原料,采用金属离子配位反应、硫化反应及包埋技术制备壳聚糖型SO₂缓释材料。通过场发射环境扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪等手段对壳聚糖型SO₂缓释材料进行表征,碘量法测定SO₂释放量。结果:由单一分子量制备的缓释材料,受温湿度的影响较大,释放量不稳定。由分子量为50 kDa的含硫壳聚糖骨架分子的产物和分子量150 kDa的亚硫酸盐壳聚糖包埋产物混合而成的缓释材料受温湿度影响最小,在前4 d,释放SO₂的量显著(P<0.05)升高,4~30 d释放量维持在50 mg·g-1以上,30 d之后释放量逐渐减小。结论:分子量为50 kDa的含硫壳聚糖骨架分子的产物和分子量150 kDa的亚硫酸盐壳聚糖包埋产物混合的壳聚糖型SO₂缓释材料较优,产物呈粉末状、墨绿色;电镜下为絮云状,其主要元素和原子含量为21.23% C、36.00% O、10.70% S、32.08% Cu;从红外光谱分析出产物中存在-OH、-NH、C-H以及酰胺键。     

氦气等离子体改性技术对壳聚糖材料结构与抗菌性能的影响

考虑到微生物污染引起的相关安全性问题,为了改善壳聚糖材料的抗菌性能,提高壳聚糖基抗菌材料的进一步应用,本文利用等离子体技术,在氦气氛围下对壳聚糖材料进行改性处理,设计得到改性壳聚糖抗菌材料,并通过抗菌实验、游离蛋白/核酸等的测定,探讨改性壳聚糖材料的抗菌性能与作用机制。通过改性壳聚糖结构分析,壳聚糖材料经氦气等离子体改性后,光斑区和非光斑区表面均变得粗糙,但光斑区的粗糙程度更加明显,材料表面的-NH₂比例下降（83.32%下降到72.10%）,而-CONH₂的比例上升（16.68%上升到27.90%）,这与改性过程中带电粒子的碰撞及壳聚糖材料中化学键的断裂有关。抗菌实验结果表明,相比于未改性材料,等离子体改性壳聚糖材料显著提高大肠杆菌的抗菌性能（P<0.05）,而对于金黄色葡萄球菌,改性前后并没有显著性差异（P>0.05）。改性壳聚糖材料表面的化学基团变化,其与细菌接触时,能明显改变细菌细胞膜通透性,并局部形成不利于细菌生长的环境,从而达到抗菌的效果。     

双氧水/抗坏血酸引发甲基丙烯酸甲酯接枝改性锦纶6织物及其性能

针对长时间光照下锦纶6织物白度下降的问题,采用双氧水/抗坏血酸(H₂O₂/H₂A)引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝改性锦纶6,研究了接枝时间、接枝温度、引发剂质量分数和单体浓度对接枝率的影响,并对接枝改性前后织物的微观形貌、化学结构、白度和服用性能进行表征。结果表明:最佳接枝工艺为接枝温度70 ℃,接枝时间60 min,引发剂H₂O₂/H₂A质量分数30%,MMA浓度1.5 mol/L;接枝改性后锦纶6织物表面变得粗糙,附有小颗粒状物质;在紫外光下照射8 h后,接枝改性锦纶6织物的白度由未改性的58.6提高至70.53,表现出优良的耐光性能,且硬挺度由10.7增加至23.6,光滑度由71.7增加至80.3,可保持良好的服用性能。     

氧化石墨烯协同TiO2/SiO2改性涤/棉织物的抗菌持久性与服用性

为解决单一TiO₂改性涤/棉织物在可见光下光催化效率低、抗菌活性弱且不持久等问题,采用氧化石墨烯协同TiO₂/SiO₂掺杂复合改性涤/棉织物。利用场发射显微镜、明暗条件下的抗菌性实验、纺织品色牢度实验、拉伸断裂测试和弯曲性能测试等手段对复合改性前后织物的微观形貌、抗菌性及抗菌持久性、服用性能等进行分析评价。结果表明:在可见光下,TiO₂/SiO₂/氧化石墨烯复合改性织物表面纳米粒子涂覆均匀,抑菌率在99%以上,复合改性织物在15次水洗后其抑菌率仍保持为98.5%;虽然改性后织物的拉伸断裂性能、透气性能、手感等都有一定程度的损失,但损失影响不大。     

基于共价结合的纳米银抗菌棉织物研究进展

针对棉织物与纳米银之间缺乏亲和性,主要依靠物理吸附结合,水洗牢度差等问题,总结了基于共价结合的纳米银抗菌棉织物的最新研究进展,探讨了席夫碱反应和酯化反应这2种共价结合机制。以纳米银与棉织物之间的共价交联剂(超支化聚合物、树状大分子、丝素、丝胶、半胱氨酸、蛋氨酸、巯基乙酸、壳聚糖衍生物、聚苯乙烯-b-聚丙烯酸、丁烷四羧酸)种类进行分类介绍,结合抑菌率和银含量的数据讨论了基于共价结合的纳米银抗菌棉织物的制备工艺、抗菌性能和抗菌耐洗性能。最后对基于共价结合的纳米银抗菌棉织物领域存在的不足和未来需要深入关注的地方进行了探讨。研究指出,共价交联法大幅提高了纳米银的抗菌耐洗性能,为开发环境友好和长效抗菌的纳米银纺织品提供了新思路和新途径。     

Antibacterial properties of silk fabric treated with silver nanoparticles

Silk is hygroscopic and is affected by microorganisms easily. Hence, treatment with antimicrobial agents can facilitate to make silk resistant to microbes. Silver nanoparticles have been attempted by researchers and applied as antimicrobial chemical finish on textiles. Silk has also been applied with silver nanoparticles through exhaust method to obtain antimicrobial properties. However, use of cross-linking agents such as 1,2,3,4 butane tetra carboxylic acid (BTCA) for entrapping silver nanoparticles in the interstitials of the silk molecular chain has not been attempted. The present study is focused on the application of BTCA on silk in the presence of sodium hypophosphite (SHP) simultaneously using silver nanoparticles has been done by pad-dry-cure (2dip/2nip) method. Application of 6% BTCA with 3% SHP and 250 ppm of silver nanoparticles gave satisfactory antimicrobial properties. Infrared spectroscopic (FTIR) studies showed good cross-linking of BTCA. X-ray diffraction studies depict that the crystal structure and crystallinity % of treated silk did not change due to the treatment. SEM studies showed the impregnation of silver nanoparticles on to the fibre matrix. Different physical properties of silk fabric did not change due to the treatment. Based on the studies, it is inferred that BTCA cross-links with silk fibroin at the carboxyl and amine groups, create a lattice void and trap silver nanoparticles giving durable antimicrobial finish.