壳聚糖在棉织物抗菌整理中应用

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棉织物壳聚糖衍生物抗菌整理

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壳聚糖载银-1227织物天然抗菌剂的整理效应探讨

天津美真泰克化工有限公司Tianjin Well-Real Chemical Technology Co., Ltd环保绿色织物抗菌整理剂壳聚糖载银壳聚糖载银-1227 织物天然抗菌剂的整理效应探讨随着社会的发展，人们对抗菌功能性材料日益青睐，对其要求也越来越高，抗菌剂不仅要求高效、安全，而且还要对环境友好，高效、耐久及安全的抗菌剂开发倍受重视。

传统抗菌剂如单一种类的无机、有机或天然生物抗菌剂一般都存在一些缺陷：无机抗菌剂的典型代表银盐对细菌的抗菌性能较好，但对真菌的抗菌性能较差，并且有些变色，影响材料的美观，无法实施到服装类整理上；有机抗菌剂如有机硅季铵盐的短期杀菌效果好，但大都耐热稳定性较差，寿命短，而且对人体有一定的刺激性，对环境也有轻微污染；天然生物抗菌剂壳聚糖是天然储量丰富的甲壳质的脱乙酰产物，有很强的生物相容性和可降解性，壳聚糖分子链通常含 1%~2%的乙酰胺基，分子中的氨基能和细菌细胞壁表面的阴离子结合，阻碍其生物合成而起到抗菌作用，但效果不如银和有机抗菌剂。

因此根据以上单一抗菌剂的优缺点，特研制出一款壳聚糖载银-1227 的抗菌剂，对其抗菌性能的研究结果表明：与单一的壳聚糖相比，其抗菌性能有一定的提高，对织物的白度几乎不再影响，提高了壳聚糖在织物抗菌整理上的使用性。

1. 实验 1.1 材料与仪器材料：壳聚糖（青岛金湖甲壳制品有限公司，脱乙酰度 90%，食品级），乳酸（分析纯），纳米银抗菌剂（液体），柠檬酸（固体，分析纯），1227，无纺布。

试剂：大肠杆菌，金黄色葡萄球菌，白色念珠菌，液体培养基。

仪器：电动搅拌仪，超声波清洗器，很稳干燥箱，微生物净化操作台。

1.2 制备工艺 1.2.1 壳聚糖溶液准确称取粉末壳聚糖，将其置于烧杯中，加少许去离子水浸泡 1h 左右，使其充分浸润，加入 0.5%乳酸，剧烈搅拌使其完全溶解，静置 30min 过滤得到壳聚糖溶液。

壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗茵整理上的应用

溶液；考察了不同质量分数的壳聚糖溶液对纳米银的浓度、形貌和粒径大小的影响及纳米银的稳定性．采用
紫外一可见吸收光谱、原子吸收光谱和透射电子显微镜对所得溶液进行表征，结果表明，当有壳聚糖存在时，
纳米银以小于５ｍ球形粒子稳定分布于壳聚糖溶液中．随着壳聚糖质量分数的增大，０ｎ形成纳米银浓度减小，但稳定性提高，壳聚糖质量分数控制在０５一．％范围内，．％０７可得到浓度较高且稳定性良好的纳米银．在壳聚糖和纳米银的共同作用下织物具有极好的抗菌性和抗菌长效性．关键词壳聚糖；纳米银；稳定性；抗菌活性
的抗菌性来源于壳聚糖分子结构中Ｃ上质子化的氨基．但在中性或偏碱性环境下，由于质子化氨基的减少，聚糖抗菌性大大减弱］ｏｎｌ壳．Ｈａｇ１Ｗｅ等［用壳聚糖作为稳定剂制备了纳米银溶液．和ｉ１叫采Ｈｅ等认为壳聚糖分子链上有大量的羟基和氨基可与纳米银发生作用，以稳定纳米银颗粒．因此可纳米银与壳聚糖结合，既能克服壳聚糖在中性或碱性环境下抗菌性的不足，又能稳定纳米银溶液．本文采用易于工业化的化学还原法，以硼氢化钠为还原剂，壳聚糖为稳定剂，壳聚糖溶液质量在分数为０１～１时，备了壳聚糖纳米银溶液，．％％制并考察了４０ｄ内纳米银在体系中的稳定性及对棉织
物的抗菌性和抗菌长效性．
１实验部分

关于壳聚糖的溶解性以及应用

4.2 综上所述，可以看出壳聚糖的应用极为广泛而且前景非常诱人。自20世纪80年代以来，在全世界范围内掀起开发甲壳素、壳聚糖的研究热潮后，世界各国都在加大甲壳素、壳聚糖的开发力度，日本当前处于各国的前列，是世界上第一个生产壳聚糖的大国。目前美国和日本年需壳聚糖已达3000t ,50 %需进口。我国从20世纪80年代开始生产壳聚糖，目前年产量为400 t，主要生产厂家集中在沿海地区。
壳聚糖（脱乙酰甲壳素）是由甲壳素（广泛存在于昆虫、甲壳纲动物外壳虾、蟹等及真菌细胞壁中是自然界中仅次于纤维素的多糖，地球上第二大可再生资源）脱乙酰反应后的产品，化学名称为聚葡萄糖胺 (1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，其脱乙酰程度大小由D.D表示。壳聚糖的外观是白色或淡黄色半透明状固体，但壳聚糖不溶于水和碱溶液，也不溶于硫酸和磷酸。溶于质量分数为1%的乙酸溶液后形成透明豁稠的壳聚糖胶体溶液是最重要的性质之一。壳聚糖无毒、无害，具有良好的保湿性、润湿性，但吸湿性较强，遇水易分解。其吸湿性仅次于甘油，优于山梨醇和聚乙二醇。壳聚糖的相对分子质量为10万到30万之间。壳聚糖分子结构与纤维素相类似，分子呈直链状，极性强，易结晶，但由于熔点高于其自身分解温度，故不易得到非晶态的壳聚糖。
2.3从分子改性来改变溶解性分子改性即引入侧链基团从而改变分子结构，改变分子的功能，即结构决定功能。原理：为解决溶解性, 除了破坏分子链的结构规整性外, 还可用引入亲水性基团的方法, 实现水溶性化。下面介绍几种改性方法。 (1)酰化反应：酰化反应酰化反应是甲壳素、壳聚糖化学改性中研究较多的一种化学反应，在其大分子链上导入不同相对分子质量的脂肪族或芳香族的酰基，使其产物在水和有机溶剂中的溶解性得到改善。 (2)醚化改性：甲壳素和壳聚糖的羟基可与烃基化试剂反应生成相应的醚，如羟烷基醚化、羧烷基醚化，腈乙基醚化。羟乙基醚化反应可以用甲壳素碱与环氧乙烷在高温、高压条件下制备，使产物的溶解性得到很大改善，同时具有良好的吸湿、保湿性。

壳聚糖和聚丙烯酸在纺织品领域的应用研究进展

壳聚糖和聚丙烯酸在纺织品领域的应用研究进展壳聚糖和聚丙烯酸是两种重要的聚合物，在纺织品领域有着广泛的应用。

本文将对壳聚糖和聚丙烯酸在纺织品领域的应用研究进展进行详细介绍。

首先，我们来介绍壳聚糖在纺织品领域的应用。

壳聚糖是一种天然高分子化合物，具有良好的生物相容性和可降解性，在纺织品的增染、抗菌、防紫外线等方面有着广泛的应用。

壳聚糖的增染性能是其在纺织品领域被重点关注的应用之一。

壳聚糖分子结构中的胺基和羟基可以与纺织品纤维表面形成氢键，从而使染料分子容易吸附在纤维表面上，并提高染料的亲和力和固持力。

研究表明，壳聚糖作为染料助剂可以显著改善染色效果，提高纺织品的色牢度和耐久性。

此外，壳聚糖还具有良好的抗菌性能，在纺织品防菌方面也得到了广泛的应用。

纺织品在制造和使用过程中容易受到细菌和真菌的污染，而壳聚糖具有一定的抑菌和杀菌作用。

研究人员通过将壳聚糖与纺织品进行复合处理，抑制了细菌的生长，有效地提高了纺织品的抗菌性能。

此外，壳聚糖还可以作为纺织品的功能性修饰剂，用于提高纺织品的防紫外线性能。

壳聚糖长链结构中的氨基和羟基可以与纺织品纤维形成交联结构，形成一种具有良好防紫外线性能的保护层。

研究结果表明，壳聚糖修饰的纺织品具有较低的透射率和较高的防紫外线能力，能够有效地阻挡有害紫外线的透过，保护人体不受紫外线伤害。

接下来，我们转向聚丙烯酸在纺织品领域的应用研究进展。

聚丙烯酸是一种具有丰富功能团的合成聚合物，其在纺织品领域的应用主要集中在抗静电、增湿性能以及吸附染料功能方面。

聚丙烯酸的抗静电性能使其成为纺织品中常用的抗静电剂。

静电在纺织品制造和使用过程中经常出现，不仅会影响纤维表面的舒适度，还会引起纺织品的污染和破损。

聚丙烯酸通过与纤维表面形成氢键或离子键，形成一层覆盖层，有效地抑制了纺织品表面的静电生成，从而提高了纺织品的舒适度。

聚丙烯酸还具有良好的增湿性能，在纺织品领域的应用主要是为了提高纺织品的湿润性能。

壳聚糖和多元羧酸对棉织物抗菌防皱整理的影响

（．ｐｒｍｅｔｏｏｈｎ，ＭｉａｇＵｎｖｒｉ１ＤｅａｔｎｆＣｌｔｉｇ￣ｉｎｉｅｓｔｙ，Ｆｕｈｕ３００ｚｏ５１８，Ｃｉａ２ＳｈｏｆＴｅｔｅａｄＧａｍｅｔｈｎ；．ｃｏｌｏｘｉｎｒｎ．ｌ
效果明显，而且经过反复洗涤后其抑菌率仍然可达到８以上．１
关键词：壳聚糖；棉织物；抗菌整理；防皱整理
中图分类号：Ｓ１５５Ｔ９．８文献标识码：Ａ
Ａｎｔ－ｅｓｎｔ－ｃｅｉｌＦｉｉｈｏｔｏｂｉｓｉＣｒａｅａｄＡｎｉＢａｔｒａｎｓｆＣｏｔｎＦａｒｃ－－
ｗｉｈＣｈｔｓｎａｄＰ０ｙａｂｘｌｃＡｃｄｔｉｏａｎｌｃｒ０ｙｉｉｓ
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浅谈壳聚糖的应用研究进展

2018年06月浅谈壳聚糖的应用研究进展白玉爽刘悦李跃程立（沈阳师范大学化学化工学院，辽宁沈阳110034）摘要：壳聚糖及其衍生物作为一种资源丰富、用途广泛的天然高分子材料,在很多方面都有广泛的应用。

本文对壳聚糖在相关领域的应用及研究进行了综述，并提出了展望。

关键词：壳聚糖；应用；研究进展壳聚糖(Cs)是甲壳素经脱乙酰化的产物，即脱乙酰基甲壳素，又名可溶性甲壳质、甲壳胺。

化学名称为(1,4)聚-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖，是由单体通过β-1,4-糖苷键连接起来的直链状高分子化合物。

1壳聚糖及其衍生物的应用1.1在食品方面的应用壳聚糖具有良好成膜性。

果蔬经浸泡或涂抹晾干后，在其表面形成一层无色透明的薄膜，可调节果蔬采摘后的生理代谢、减少水分损失、并对微生物产生抑制作用，减少了致病菌的侵染，提高果蔬的耐驻性。

壳聚糖与酸性多糖反应可生成壳聚糖的酸性多糖络盐，酸性多糖络盐是一种组织填充材料，利用这种功能可以制成有保健效果的仿生肉。

1.2在医疗卫生方面的应用壳聚糖及其衍生物中的氨基葡萄糖或N-乙酰基葡萄糖易与巨噬细胞表面的受体结合，可以促进肿瘤坏死因子的产生，调节生物体的免疫功能。

现下，海绵和纤维、支架和纳米粒子、膜和片及水凝胶等创口敷料类型，均与现下壳聚糖具有一定的关系。

刘起群制备的羧甲基壳聚糖碘仿复合膜剂，其制备工艺简单、质量控制方法稳定可靠、重现性好，能满足临床治疗冠周炎的要求。

周应山等制备了一种壳聚糖水凝胶敷料，其制备的壳聚糖生物相容性好，且没有使用含有毒性的醛类交联剂，有利于创面的愈合。

同时，壳聚糖及其衍生物也具有一定的免疫功能作用。

主要是壳聚糖进入人体内后，其所富有的正电荷能与人体内的负电荷能相互吸引，从而提升患者身体的免疫能力。

1.3在轻纺业方面的应用1.3.1在纺织印染工业方面的应用壳聚糖在纺织品印染过程中,在提高上染速率、固色等方面起关键作用，还可作为天然印花原料。

壳聚糖可用于抗皱性欠好的棉类、真丝、麻类织物等的抗皱整理；对聚酯织物作抗静电整理；由于壳聚糖具有抗菌性,经壳聚糖整理的织物具有抗菌能力，所以还可进行抗菌整理。

壳聚糖和银离子整理棉织物抗菌性能对比研究

壳聚糖和银离子整理棉织物抗菌性能对比研究1.前言棉织物是一种广泛使用的本底材料，但由于其天然纤维结构的特性，易受细菌、真菌等微生物的侵袭，导致织物的污染和异味。

因此，提高棉织物的抗菌性能是一项重要的研究领域。

本文通过对壳聚糖和银离子整理棉织物抗菌性能的对比研究，旨在探讨两种抗菌剂的效果以及相应的机理。

2.壳聚糖的抗菌性能3.银离子的抗菌性能银离子具有广谱抗菌活性，通过与微生物的蛋白质和DNA结合，干扰细胞的正常运作，最终导致细胞死亡。

银离子的杀菌机制主要与其对微生物细胞膜的损伤以及对细胞DNA的影响有关。

银离子在细菌细胞膜上形成孔洞，使细胞内部的重要物质外流，导致细胞死亡；同时，银离子还与微生物DNA结合，干扰其复制和修复过程，进一步破坏细菌的生理功能。

4.壳聚糖和银离子整理棉织物的实验设计在实验中，我们选择了相同质量的棉织物，并将其分为壳聚糖整理组和银离子整理组，分别进行抗菌性能测试。

具体实验设计如下：（1）壳聚糖整理组：将棉织物浸泡于壳聚糖溶液中，进行静置处理，并进行干燥和固化处理。

（2）银离子整理组：将棉织物浸泡于银离子溶液中，进行静置处理，并进行干燥和固化处理。

（3）对比组：未进行抗菌处理的棉织物，作为对比组进行抗菌性能对比。

5.抗菌性能测试方法（1）细菌培养：选择常见的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌两种细菌进行实验。

（2）抗菌性能评价：通过菌落计数法和抑菌率计算法对棉织物的抗菌性能进行评价，比较各组的抗菌效果。

6.实验结果与分析通过对壳聚糖整理组、银离子整理组和对比组棉织物的抗菌性能进行测试和比较，得出以下结论：（1）壳聚糖整理棉织物的抗菌效果较好，菌落计数较对比组明显降低，抑菌率较高。

（2）银离子整理棉织物的抗菌效果优于壳聚糖整理棉织物，菌落计数更低，抑菌率更高。

（3）壳聚糖和银离子整理棉织物的抗菌效果均显著优于对比组，证明了抗菌整理对棉织物的抗菌性能的改善具有显著效果。

7.结论通过对壳聚糖和银离子整理棉织物抗菌性能的对比研究，可以得出如下结论：(1)壳聚糖和银离子均对棉织物具有显著的抗菌效果，可以有效抑制微生物的生长。

防霉抗菌整理剂,防霉防腐剂,纺织防霉助剂,长效防霉驱螨剂,杀菌防霉剂

壳聚糖与纤维素的结合及其抗菌性能的研究东华大学(200051)许莹浙江工程学院(310033) 陈建勇摘要针对壳聚糖在天然纤维织物抗菌后整理中的应用，研究了壳聚糖分子量和脱乙酰度对抗菌性能的影响，并采用XPS和傅里叶红外变换光谱技术对壳聚糖在织物上的吸附状态进行了分析。

关键词抗微生物整理壳聚糖棉织物壳聚糖(Chitosan)由甲壳素(Chitin)脱乙酰基制得。

由于其资源丰富、无毒、无污染，并具有良好的生物相容性和生物可降解性，因此开发应用研究进展很快[1]。

早在1979年，Allan 等[2]就提出壳聚糖具有广谱抗菌性，此后有许多学者对壳聚糖的抗菌性能进行了研究[3]。

本文针对壳聚糖在天然纤维织物抗菌后整理中的应用，研究了壳聚糖分子量和脱乙酰度对抗菌活性的影响，并采用XPS和傅里叶红外变换光谱技术对壳聚糖在织物上的吸附状态进行了分析。

1 实验1·1主要实验材料纯棉漂白布(杭州印染厂)、壳聚糖(自制，淡黄色颗粒)、醋酸(分析纯)。

1·2实验方法1·2·1棉织物的壳聚糖整理按所需加工织物的重量，以1:40的浴比计算壳聚糖的用量。

精确称取一定量的壳聚糖，并溶解在1%的醋酸溶液中，制成0.25%的壳聚糖溶液，在生化培养箱中保持溶解温度20-25℃，成熟一天后，即为抗菌整理剂。

用预先配制好的相同浓度，不同分子量和不同脱乙酰度的壳聚糖溶液整理织物，整理工艺为:浸泡30min后二浸二轧(轧余率100%)→预烘(10O℃×5min) →焙烘(140℃×3min) →清水冲洗→80℃烘干。

1·2·2 壳聚糖与棉织物交联情况的测试分析在壳聚糖整理棉织物的过程中，壳聚糖和棉织物交联与否及其交联程度，直接影响其抗菌性能。

本文用扫描电镜、光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对壳聚糖与棉织物的物理吸附和化学交联情况进行测试和分析。

纺织品的功能性整理技术研究与应用分析

纺织品的功能性整理技术研究与应用分析在现代社会，纺织品不再仅仅是满足基本的遮体和保暖需求，人们对其功能性提出了越来越高的要求。

功能性整理技术的出现和不断发展，为纺织品赋予了更多独特的性能和价值。

本文将深入探讨纺织品功能性整理技术的研究现状，并对其应用进行详细分析。

一、功能性整理技术的分类1、防水防油整理这种整理技术使纺织品表面形成一层低表面能的薄膜，水滴和油滴难以在其表面润湿和渗透。

常见的防水防油整理剂有含氟化合物和有机硅等。

经过处理的纺织品，如户外运动服装、厨房用纺织品等，能够有效地抵御雨水和油污的侵袭，保持干爽和清洁。

2、抗菌防臭整理通过在纺织品中添加抗菌剂，抑制细菌、真菌等微生物的生长和繁殖，从而达到抗菌防臭的效果。

常用的抗菌剂有银离子、季铵盐类和壳聚糖等。

抗菌防臭纺织品在医疗、卫生、运动等领域具有广泛的应用，能够减少异味产生，降低感染风险。

3、抗紫外线整理紫外线对人体皮肤有一定的伤害作用，抗紫外线整理技术可以使纺织品有效地阻挡紫外线的穿透。

通常采用添加紫外线吸收剂或反射剂的方法，如二苯甲酮类、苯并三唑类化合物等。

此类纺织品如防晒服、遮阳伞等，能为人们提供更好的紫外线防护。

4、阻燃整理为了提高纺织品的防火性能，阻燃整理技术应运而生。

通过在纤维或织物表面施加阻燃剂，改变其燃烧性能，延缓火焰蔓延，减少火灾危害。

常见的阻燃剂有无机阻燃剂（如氢氧化镁、氢氧化铝）和有机阻燃剂（如磷系、氮系化合物）。

5、吸湿排汗整理使纺织品具有良好的吸湿和排汗功能，能够快速吸收人体汗液并将其扩散到织物表面蒸发，保持皮肤干爽舒适。

常用的方法有对纤维进行改性处理或使用特殊的织物组织结构。

运动服装和内衣等常采用这种整理技术。

二、功能性整理技术的原理1、物理作用通过在纺织品表面形成物理屏障，如薄膜、涂层等，实现防水、防油、抗紫外线等功能。

物理作用通常不改变纺织品的化学结构，但可能会影响其手感和透气性。

2、化学作用整理剂与纤维发生化学反应，形成共价键或离子键结合，从而赋予纺织品特定的功能。

壳聚糖衍生物抗菌剂的应用

一是对高白度漂白产品（纯棉亚漂针织面如随着人们卫生保健意识的增强，纺织品抗菌、防下问题：料）的白度有一定影响；二是会严重降低织物的亲水霉、防臭后整理加工越来越受到人们的重视。
三是不耐高温。在１常生活中，３人们不可避免地会接触到各种各性；．样的细菌、菌等微生物，真这些微生物在特定的条件１２芳香族卤素化合物代表性产品是汽巴公司最早开发生产的Ｔｉｒ．下，还会迅速繁殖，并通过各种接触方式传播疾病，影ｌａ，，，三２羟ｏ或一（，．响人们的健康。织物一般具有无数孑隙，Ｌ因此较易吸ｃｓｎ即２４４，氯．，基二苯醚，５氯，２４二苯酚，商品名称为Ｃ一６、ｅｏ３０ＩＨ３５Ｌｘｌ０、．５ｒ附微生物。抗菌整理即用抗菌整理剂处理织物，使其氯苯氧基）
关键词：微生物整理；整理剂；壳聚糖；棉织物抗
中图分类号：Ｓ９．８Ｔ１５５３
文献标识码：Ｂ
文章编号：１０４１（０６２ — ０８—０００— ０７２０）１０３４
Ａｐｐｉａｉｎｏｈｔｓｎ－ｒｖｄａｉ－ｃｅｉｌａｅｔｌｔｏｆｃｉｏａｄｅｉｅｎｔｂａ点
ｔｄｗｉＢ８０ｓｌｔｎａ０℃ ｆｒ０ｍｉｕｅｅｔｒｓｈｇｈｅｆｉｎｙａｄｄｒｂｅｂｃｅｉｌｅｉｔｎｅ，ａｌａｎｈｎｅｅｔＡＴ９０ｏｕｉｔｈｏ７ｏｎｔｓｆａｕｅｉｆｉｅｃｎｕａｌａｔｒｓｓａｃ３ｃａｒｓｗｅｌｓｅａｃｄ

纺织品用抗菌剂的种类特性及使用方法

纺织用抗菌剂的种类、特性与使用方法纺织用抗菌剂可分为天然、有机和无机三大类。

每类抗菌剂各有其优缺点，有机类抗菌剂效果好，品种多，是目前使用最为广泛的一类抗菌剂，但存在耐高温稳定性差等问题，难以用于合成纤维纺丝工艺；天然类抗菌剂通常具有良好的安全性，但其应用X围窄，多数严重影响织物的色光；无机抗菌剂耐热性好，但用于纺织品后整理难以获得耐久的效果，并且大部分品种存在重金属的毒性问题。

1·1 有机抗菌整理剂有机类抗菌整理剂可以分为两大类，即溶出型与非溶出型。

溶出型抗菌整理剂与织物不是以化学方式相结合，因此能通过与水接触被带走，这类抗菌整理常剂主要用于用即弃类纺织品(一次性纺织品)上。

常见的溶出型抗菌剂主要有：醛类、酚类、醇类、某些表面活性剂(如季铵盐类)、有机杂环化合物(如吡唑类、嘧啶类、吡咯类)、有机金属化合物(如有机汞化合物、有机铜化合物、有机锌化合物、有机铅化合物、有机锡化合物以与一些其他有机金属化合物)等。

由于这类抗菌剂一经洗涤便会脱落，所以并不能用于需要多次洗涤、效果持久的纺织品。

非溶出型抗菌整理剂能与织物以化学键结合这种整理剂处理过的织物对于穿着和反复洗涤具有耐久性。

其方法是在纤维上接枝或聚合抗菌剂或在纺丝原液中混入抗菌剂，以达到控制释放活性物质从而获得耐久性的目的。

非溶出型抗菌剂与纤维通过牢固的化学键结合，一方面使药剂不能进入微生物的细胞内，对细胞核(遗传因子)没有影响，不会出现耐药菌；另一方面，抗菌剂还不会被人体的分泌物吸收而进入人体内，对人体和环境具有很高的安全性。

所以除了某些特定用途，非溶出型已经全面取代了溶出型抗菌整理剂。

常用的非溶出型抗菌整理剂主要有：有机硅季铵盐类、二苯醚类、有机氮类、硝基呋喃类、双胍类、氯苯咪唑类等。

1·2 无机抗菌整理剂无机抗菌剂是具有抗菌性的金属离子等无机物与其与无机载体的复合体。

它具有耐热加工性好的优点，可广泛用于塑料、合成纤维、建材、造纸等行业。

甲壳素及壳聚糖在纺织工业中的应用

甲壳素及壳聚糖在纺织工业中的应用1 概述甲壳素（Chitin）又名甲壳质、几丁质等，是一种丰富的自然资源，每年生物合成近10亿吨之多，是继纤维素之后地球上最丰富的天然有机物。

甲壳素的结构与纤维素极其相似，是一种天然多糖，可命名为（l，4）-2-乙酸氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖。

甲壳素兼有高等动物组织中胶原质和高等植物组织中纤维素两者的生物功能，对动、植物都具有良好的适应性，同时还具有生物可降解性和口服无毒性，因此近年来它已成为一种用途广泛的新型材料。

壳聚糖（Chitosan）是甲壳素脱乙酸化的产物，能溶于低酸度的水溶液中，因其含有游离氨基，能结合酸分子，故具有许多特殊的物理化学性质和生物功能。

壳聚精是甲壳素最重要的衍生物，是甲壳素脱乙酸度达到70％以上的产物，也是迄今为止发现的唯一天然碱性多糖，具有无毒性、可生物降解性、良好的生物兼容性等特性。

另外，壳聚糖分子中存有大量的氨基和羟基，可以通过化学反应在其上引入各种功能性基团进行化学修饰作为低等动物组织中的纤维成分，所以表现出了极高的应用价值和广泛的发展前景，是一种新型的多功能织物整理剂，在印染、抗折皱、防毡缩、抗菌和纤维滤嘴等方面应用广泛。

此外，将甲壳素或壳聚糖纺成纤维，进而加工成外科用的可吸收手术缝合线、伤口敷料、人造皮肤等医用材料则是近年来科学家们研究的重要课题。

2 在纺织领域中的应用壳聚糖具有许多天然的优良性质，如吸湿透气性、反应活性、生物活性、吸附性、粘合性、抗菌性等，人们利用这些性能来提高棉、毛、丝绸等天然纤维织物的染色、抗菌、防皱、防缩等性能，并可应用于纺织领域的污水处理。

2．1 手术缝合线用壳聚糖纤维制成的缝合线，在预定时间内有很强的抗张强度，在血清、尿、胆汁、胰液中能保持良好的强度，在体内有良好的适应性，尤其是经过一定时间，壳聚糖缝合线能被溶菌西每解，被人体自行吸收。

因此，当伤口愈合后，不必再拆线。

理想的外科缝合线应满足：愈合前与组织兼容；愈合时所有缝合线不拆除，逐渐被人体吸收而消失；缝合线不破坏愈合。

棉家纺织物的壳聚糖抗菌整理

铵盐化的壳聚糖和ＢＣＴＡ混合整理在棉织物上，测试了壳聚糖整理对织物白度、撕破强力、抗菌性、尺寸稳定性和色牢度的影响。结果表明，壳聚糖整理后织物的抑菌率达９０％，且耐水洗，尺寸稳定性良好。关键词：抗微生物整理；壳聚糖；织物棉
中图分类号：Ｓ９．８Ｔ１５５文献标识码：Ａ文章编号：００— ０７２０）３一ＯＯ一３１０４１（０６１Ｏｌ０
Ａｎｉｃｅｉｌｆｎｓｏｕｅｌｏｔｎｆｂｒｃｗｉｈｃｔｓｔｂａｔｒａｉｈｆｈｏｓｈｏｄｃｔｏａｉｔｈｉｏｓｎｉ
ａｎｉｉｏｎｒｔｂｖ０％。ｄｒｂｅｔａｈｎｎｔｂｅｄｍｅｓｏ．ｌｈｂｔａｅａｏｅ９ｉｉｕａｌｏｗｓｉｇａｄｓａｌｉｎｉｎＫｅｒｓｎｉｉｒｂａｉｉｈ；ｃｉｓｎ：ｃｔｏａｒｙｗｏｄ：ａｔｍｃｏｉｌｎｓｆｈｔａｏｏｔｎｆｂｉｃ
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竹／棉织物的壳聚糖抗皱抗菌整理

．壳聚糖是甲壳质脱乙酰基后的产物，由葡萄糖１２不同分子置壳聚糖的制备是
结构单元组成的直链多糖，不仅具有良好的生物活性和可降解性，有突出的抗菌性，还因而广泛应用于生抗皱抗菌方面的应用已成为一大热点。本项目研究用
ＣＨＥＮａ，ＨＵＡＮＧａｈａＺｈｉＸｉｏ— ｕ
（ｎｕＵｉｒｂｏｅｒｌｙＡｄＳｏｃ，Ｗｕｕ２１０，ｈｎ）ＡｈｉｎｅｉＴｃｗｏｎｃｎｅｖｓｆｈｇｈ４００Ｃｉａ
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壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗菌整理上的应用

壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗菌整理上的应用张雨菲;李友良;姚远;李文宇;胡巧玲【摘要】The chitosan-based nanosilver solutions were synthesized by chemical reduction method with chi-tosan as the stabilizing agent and sodium borohyride as the reducing agent. The obtained chitosan-stablized nanosilver solutions were characterized by ultraviolet-visible spectrophotometer, atomic absorption spectrosco-py, and transmission electron microscope. The antibacterial activities of these chitosan-stablized nanosilver solutions toward E. coil and S. aureus were investigated. This research found that with increasing chitosan concentration, the obtained silver nanoparticles became much more stable. And cotton fabrics treated with these chitosan-stablized nanosilver solutions exhibited superior antibacterial activity and antibacterial durability compared with the fabrics treated by chitosan solution only.%采用化学还原法在不同浓度的壳聚糖醋酸溶液中以硼氢化钠还原硝酸银,制备了系列壳聚糖纳米银溶液；考察了不同质量分数的壳聚糖溶液对纳米银的浓度、形貌和粒径大小的影响及纳米银的稳定性.采用紫外-可见吸收光谱、原子吸收光谱和透射电子显微镜对所得溶液进行表征,结果表明,当有壳聚糖存在时,纳米银以小于50 nm球形粒子稳定分布于壳聚糖溶液中.随着壳聚糖质量分数的增大,形成纳米银浓度减小,但稳定性提高,壳聚糖质量分数控制在0.5％～0.7％范围内,可得到浓度较高且稳定性良好的纳米银.在壳聚糖和纳米银的共同作用下织物具有极好的抗菌性和抗菌长效性.【期刊名称】《高等学校化学学报》【年(卷),期】2012(033)008【总页数】6页(P1860-1865)【关键词】壳聚糖;纳米银;稳定性;抗菌活性【作者】张雨菲;李友良;姚远;李文宇;胡巧玲【作者单位】浙江大学生物医用大分子研究所,教育部高分子合成与功能构造重点实验室,杭州310027;浙江大学生物医用大分子研究所,教育部高分子合成与功能构造重点实验室,杭州310027;合肥工业大学高分子材料与工程系,合肥230009;浙江大学生物医用大分子研究所,教育部高分子合成与功能构造重点实验室,杭州310027;浙江大学生物医用大分子研究所,教育部高分子合成与功能构造重点实验室,杭州310027【正文语种】中文【中图分类】O636棉织物在潮湿温热的环境下极其容易滋生微生物［1，2］，引起织物变色及机械性能损失，并会产生难闻的气味，更有害于人们的健康.纳米银具有强效抗菌和广谱抗菌的作用［3～5］.其抗菌机理为:(1)纳米银能与细菌细胞膜上的磷化物和硫化物结合，从而破坏细胞膜的渗透性;(2)进入细胞膜的纳米银能与细胞内蛋白质和DNA上的硫化物或磷化物反应，阻断细胞内酶的功能和DNA的复制转录［6，7］.然而，纳米银溶液极容易团聚，不易存放，因此限制了纳米银在织物抗菌整理中的应用.壳聚糖是一种具有抗菌性且环境友好的生物材料［8～10］.它在纺织印染工业中的应用越来越多［11］，常被用于抗皱整理剂、印染助剂和上浆剂等，也有报道壳聚糖在织物抗菌整理上的应用［12～14］.壳聚糖的抗菌性来源于壳聚糖分子结构中C2上质子化的氨基.但在中性或偏碱性环境下，由于质子化氨基的减少，壳聚糖抗菌性大大减弱［9］.Hoang［15］和Wei等［16］采用壳聚糖作为稳定剂制备了纳米银溶液.He等［17］认为壳聚糖分子链上有大量的羟基和氨基可与纳米银发生作用，可以稳定纳米银颗粒.因此纳米银与壳聚糖结合，既能克服壳聚糖在中性或碱性环境下抗菌性的不足，又能稳定纳米银溶液.本文采用易于工业化的化学还原法，以硼氢化钠为还原剂，壳聚糖为稳定剂，在壳聚糖溶液质量分数为0.1%～1%时，制备了壳聚糖纳米银溶液，并考察了40 d内纳米银在体系中的稳定性及对棉织物的抗菌性和抗菌长效性.1.1 试剂与材料壳聚糖(青岛海汇生物工程有限公司，黏均分子量为1.33×105，脱乙酰度为90%);硝酸银(分析纯，Acros Oganics公司);硼氢化钠、乙酸、氯化钠(分析纯，国药集团化学试剂公司).大肠杆菌(E.coil)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)由浙江大学微生物研究所提供;胰蛋白胨、大豆蛋白胨及琼脂粉由青岛高科园海博生物技术有限公司提供.1.2 壳聚糖纳米银溶液制备以0.2 mol/L乙酸溶液为溶剂，配制质量分数为0.1%，0.3%，0.5%，0.7%和1%的壳聚糖溶液.取不同浓度壳聚糖溶液各50 mL，分别加入0.3 mL硝酸银溶液(0.05 mol/L)，磁力搅拌15 min.保持800 r/min的搅拌速度，分别滴加0.1 mL 0.2 mol/L硼氢化钠溶液，此时溶液呈淡黄色，1 h后停止搅拌.将得到的壳聚糖纳米银溶液按壳聚糖质量分数从低到高，分别记为样品1～5.按照同样的方法，制备不含壳聚糖的纳米银乙酸溶液，记为样品0，作为对照样.所有样品保存于4℃冰箱内备用.1.3 样品表征样品溶液存放1 d后采用UV-2550分光光度计(日本Shimadza公司)定性表征纳米银在不同浓度壳聚糖溶液中的含量，扫描波长为300～600 nm.采用HITACHI 180-50原子吸收分光光度计(AAS，日本Hitachi公司)定量测试纳米银在不同浓度壳聚糖溶液中的含量.灯电流为7.5 mA，波长为328.1 nm，狭缝宽为2.1 nm.采用JEM-1200EX透射电子显微镜(日本JEOL公司)，观察存放1 d后，样品0，1和5的团聚情况，并统计粒径大小.用透射电子显微镜(TEM)观察样品形貌，使用悬滴法，将样品溶液滴加于300目碳支持膜的铜网上，室温下晾干.取10 mL在室温下分别存放1，8，15，40 d的样品溶液，测其紫外-可见吸收光谱，考察钠米银溶液稳定性.取存放40 d的样品1，3和5溶液，用微滤膜过滤，滤除沉降物，用原子吸收光谱测定银浓度.1.4 织物整理及抗菌性测试将棉织物剪成8 cm×8 cm的方片，分别浸泡在30 mL样品0～5溶液中，在振荡器中于50℃，120 r/min恒温振荡1 h.取出织物放入60℃烘箱内，1 h后取出织物，用足量蒸馏水冲洗，直到清洗液的pH值为中性，且清洗液中加入HCl后无沉淀生成，以去除乙酸和未反应的银离子.再将样品放入60℃烘箱内烘干，即得系列壳聚糖/纳米银复合溶液整理的抗菌织物.用同样方法制得质量分数为1%的纯壳聚糖溶液整理的样品，用作对照.棉织物经样品1，3和5处理后，根据GB/T 20944.1-2007，采用琼脂扩散法，以E.coil和S.aureus为菌种，进行抗菌实验.以1%纯壳聚糖溶液处理后的棉织物作抗菌性对比.吸取100 μL含量为3×109cfu/mL(cfu为菌落形成单位)的菌液，均匀涂布于琼脂培养基上.将各织物样品剪成直径为17 mm的圆片，覆盖于涂有菌液的琼脂培养基上.于37℃下在细胞培养箱内培养24 h后，观察抑菌圈.根据GB/T 20944.3-2008，用振荡法测试抗菌性.称取0.075 g上述样品，将棉织物剪成0.5 cm×0.5 cm的碎片，浸泡于7.5 mL菌浓度为3×105cfu/mL的细菌培养液中培养.以不含样品的细菌培养液作为对照组，以E.coil和S.aureus为菌种，每个样品在24℃下培养18 h后，稀释至适合倍数.取100 μL涂布于琼脂培养皿中，在37℃下培养24 h后，用平板计数法记录菌落数.织物抗菌性用公式R=［(B－A)/B］×100%计算，其中R代表抗菌率，A和B分别为样品和对照组的细菌浓度. 对经样品0和样品3溶液处理过的棉织物通过洗涤，进行抗菌持久性评价.洗涤方法参照GB/T 20944.3-2008，进行81次家庭洗涤.2.1 不同浓度的壳聚糖对纳米银生成量的影响样品1～5的紫外-可见吸收光谱如图1所示.在400～420 nm范围内均出现纳米银紫外吸收峰，表明样品中都有纳米银生成.紫外-可见吸收值随壳聚糖浓度的增大而减小，当壳聚糖浓度大于0.7%时，紫外-可见吸收值下降尤为明显.AAS测试结果表明，在0.1%，0.3%，0.5%，0.7%和1%的壳聚糖溶液中，银的浓度分别为11.8，5.6，3.25，1.3和0.5 mg/mL.因此，随壳聚糖浓度增大生成纳米银的量下降.这是因为壳聚糖上大量的羟基和部分未质子化的氨基对银离子有螯合作用，据Lasko等［18］报道，在pH=4～8时，壳聚糖能螯合80% ～95%银离子.样品1～5的pH=3.8～4.1，因此大部分银离子通过螯合作用被壳聚糖分子链包裹，硼氢化钠需渗透壳聚糖分子后才能还原银离子.相对而言，壳聚糖浓度越大，银离子被包裹得越严，硼氢化钠越难渗透［19］.同时，硼氢化钠是强还原剂，它不仅能还原银离子，还能还原氢离子甚至水分子放出氢气.在本实验中明显可见较浓壳聚糖溶液体系有气体逸出，说明硼氢化钠在渗透扩散的过程中有部分与质子化氨基甚至与水发生了反应.因此，采用该方法可通过调节合适的壳聚糖溶液浓度来控制纳米银的生成量.2.2 壳聚糖纳米银的形貌图2为样品0，1和5的TEM图和粒径分布图.由图2(A)可见，在未加壳聚糖的纳米银溶液中纳米银粒径不匀，并能观察到团聚现象.而图2(B)和(C)的纳米银粒径多在10～20 nm之间［图2(B')，(C')］.在样品1溶液中，纳米银颗粒均匀分散并且包裹在壳聚糖内，形成核壳包裹结构.随着壳聚糖浓度增加，样品5中壳聚糖分子相互缠结，产生的纳米银颗粒也均匀地分散在缠结的壳聚糖内，说明壳聚糖能有效抑制纳米银的团聚.这是因为在纳米银制备过程中，银离子与壳聚糖中氧原子和氮原子上的孤对电子能发生螯合作用［18，20］，通过搅拌均匀分散在壳聚糖分子链间.加入硼氢化钠后，硼氢化钠渗入壳聚糖分子链，在银离子螯合部位发生原位反应.缓慢还原出的纳米银因壳聚糖的包裹而相对稳定，不易发生团聚，因此得到的纳米银颗粒较小，且分散均匀.2.3 壳聚糖纳米银的稳定性由图1插图可见，随着壳聚糖浓度的升高，纳米银的紫外-可见吸收发生红移.但TEM照片及粒径统计数据均表明，样品1与样品5溶液中纳米银颗粒大小差距不大，都集中在10～20 nm之间，因此紫外-可见吸收峰的红移并不是纳米银团聚的结果.样品存放40 d后，紫外-可见吸收峰都发生了红移［图3(A)］.在红移最大的样品5中，纳米银没有沉降，而其余样品中均有沉降物.图3(B)的紫外-可见吸收结果表明，未加壳聚糖的样品随时间延长，纳米银紫外-可见吸收值大大下降，意味着纳米银大量沉降.而有壳聚糖稳定的样品，纳米银浓度下降幅度减小.此外，图3(B)表明，随着壳聚糖质量分数的增加，特别当壳聚糖质量分数在0.5%以上时，存放40 d后，纳米银浓度下降幅度减小，甚至在1%的壳聚糖溶液中，纳米银浓度有所回升.经AAS测试，样品1，3，5存放40 d过滤后，银含量分别为6.95，2.04和0.58 mg/mL，分别比刚制备的样品下降了41.88%，37.23%和增长了16%.银浓度略有增加，可能是由于壳聚糖在存放中发生降解，产生小分子还原糖，缓慢还原出未反应完全的银离子，形成纳米银.Hoang等［16］的实验结果证实壳聚糖可以作为还原剂还原出纳米银.紫外-可见吸收光谱结果与AAS测试结果都证实壳聚糖能有效抑制纳米银的沉降.结合上述实验结果，要得到银浓度较高且稳定性良好的壳聚糖纳米银溶液，需控制壳聚糖质量分数在0.5%～0.7%之间.2.4 织物抗菌性将得到的壳聚糖纳米银溶液用于织物整理，用琼脂扩散法和振荡法，以E.coil和S.aureus为菌种，分别定性和定量地比较了经壳聚糖纳米银溶液处理和经纯壳聚糖溶液处理的棉织物的抗菌性(图4和图5)，可以明显看出，经壳聚糖纳米银溶液处理的织物周围均有抑菌圈，而经纯壳聚糖溶液处理的织物周围没有抑菌圈.由表1可见，壳聚糖纳米银处理的织物可有效杀灭细菌，抗菌率为100%，而只经壳聚糖处理的织物，细菌数目无下降，反而比空白样中的细菌数更多.这是因为壳聚糖的抗菌机理基于质子化氨基［2，21］，壳聚糖抗菌性会随环境pH值的增大而下降［22］.当织物水洗去除乙酸后，壳聚糖处于中性环境中，没有质子化氨基的存在，因此几乎无抗菌性，反而为细菌生长提供了更有利的条件.但经壳聚糖纳米银溶液处理的织物，由于具有强效抗菌作用且抗菌性不随环境pH值发生明显变化，因此依然具有较强的抗菌性.由此可见，纳米银的存在弥补了壳聚糖在中性和碱性条件下抗菌性差的缺陷.2.5 织物抗菌持久性为测试织物的抗菌持久性，对样品0和样品3进行洗涤，然后将培养18 h后的菌液未稀释直接涂平板，得到结果如图6所示.经样品3处理过的织物对E.coil和S.aureus依然具有100%的抗菌性，而经未加CS的AgNPs处理的织物抗菌性明显下降.平板计数得到样品0处理的织物对E.coil和S.aureus的抗菌性分别下降为87%和72%.这表明壳聚糖纳米银抗菌整理剂具有良好的抗菌持久性.纳米银与纤维素上的羟基或酯基虽然存在相互作用［15］，但仅吸附纳米银的织物，在机械力的作用下纳米银很容易脱落，扩散到水中.而在壳聚糖存在的情况下，纳米银与壳聚糖形成包裹结构［图2(B)和(C)］，不仅能在溶液中维持纳米银尺寸的稳定性，也能有效阻挡吸附于织物上的纳米银向水中扩散.同时壳聚糖与纤维素间具有氢键作用力，加上纳米银与纤维素间也具有吸附或螯合作用，使得纳米银相对无壳聚糖保护下不易在水中流失或受机械力脱落.因此壳聚糖纳米银溶液可作为一种持久抗菌的织物抗菌整理剂.［1］ Gao Y.，Cranston R..Textile Research Journal［J］，2008，78(1):60—72［2］ Lim S.H.，Hudson S.M..Carbohydate Polymers［J］，2004，56(2):227—234［3］ Pal S.，Tak Y.K.，Song J.M..Applied and Environment Microbiology ［J］，2007，73(6):1712—1720［4］ Morones J.R.，Elechiguerra J.L.，Camacho A.，Holt K.，Kouri J.B.，Ramirez J.T.，Yacaman M.J..Nanotechnology［J］，2005，16(10):2346—2353［5］ Panacek A.，Kvitek L.，Prucek R.，Kolar M.，Vecerova R.，Pizurova N.，Sharma V.K.，Nevecna T.，Zboril R..The Journal of Physical Chemistry B［J］，2006，110(33):16248—16253［6］ Feng Q.L.，Wu J.，Chen G.Q.，Cui F.Z.，Kim T.N.，Kim J.O..Journal of Biomedical 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壳聚糖的抑菌作用及在农业中的应用

2.4 可降解壳聚糖地膜
使用地膜可以增加土壤温度, 保水保墒, 促进农作物早熟, 提高产量, 但地膜使作物丰收的同时, 也造成了严重的环境污染, 残留在土壤中不能分解的废膜, 导致土壤结构恶化, 土地透气性变差, 植物的生长和对水的吸收都受到阻碍, “白色革命”附带来了“白色公害”, 利用壳聚糖的成膜性及生物可降解性, 可制成具有良好粘附性、通透性和一定抗拉强度的农用地膜。代替现在广泛使用的聚乙烯地膜, 这种地膜无污染、成本低、强度高, 并且具有改良土壤的作用。研究发现, 壳聚糖应用在种衣剂中具有较好的成膜性能, 且通过优化助剂, 可以有效地降低药剂在水中的溶解淋失率, 提高药剂在种子表面的附着力。近年来, 日本利用壳聚糖具有的良好成膜性能开发出壳聚糖塑料降解地膜、生物可降解地膜, 壳聚糖的生物可降解性在工业上也具有广泛的应用前景, 如制作可降解饭盒、包装材料等。
增强植物细胞壁
1.1 诱导植物抗性蛋白的产生
壳聚糖及其衍生物可诱导植物产生抵御病原物质的抗性蛋白——致病相关蛋白PR(pathogenesis -related proteins) 。壳聚糖所诱导的抗性蛋白主要为植物抗毒素(phtoalexin)、几丁质酶(chitinase)、壳聚糖酶(chitosanase)和 1, 3一葡聚糖酶 ( l, 3一glucanase)等。许多研究都表明, 壳聚糖可诱导植株产生几丁质酶、壳聚糖酶和 l, 3-葡聚糖酶, 这些酶的底物是真菌细胞壁的主要组分, 几丁质酶特别是在与1, 3-葡聚糖酶的共同作用下可在体外抑制真菌的生长。壳聚糖诱导出的几丁质酶、壳聚糖酶和l, 3-葡聚糖酶彼此之间还有协同效应, 以致抗菌作用更为明显。
壳聚糖的抑菌作用及在农业中的应用
壳聚糖(chltosan)是甲壳素(chitin)的一种重要衍生物，是甲壳素脱乙酰基转化而成的产物。甲壳素来源于甲壳类动物，甲壳素(Chitin)也叫甲壳质、几丁、几丁质、蟹壳素、明角壳蛋白、壳多糖，广泛存在于低等动物(如甲壳纲、昆虫纲和蛛形纲等节肢动物外壳)和低等植物(如真菌、藻类、酵母等)的细胞壁中。是自然界中最丰富的天然高分子化合物之一(仅次于纤维素)和第二大含氮化合物(仅次于蛋白质)。据估计，地球上每年由生物合成的甲壳素约有100亿吨，是一种取之不尽、用之不竭的再生资源。人们利用和研究甲壳素已有近百年的历史. 因为它的安全无毒性、可生物降解性及生物相容性和独特的理化性质和生物活性。应用范围扩展到化妆品、膜材料、纤维材料、催化剂、混凝剂、酶和细胞的固定化载体、药物载体、吸附剂等多个领域和农业、环境保护、食品工业、医药、分析化学及轻纺工业。