铜离子改性聚丙烯腈织物的抗菌性能研究

刘浩 刘欢

摘 要：现阶段，随着社会的发展，人们的生活水平也有了很大的进步，对各行各业的要求也有了很大的提高。随着人们生活水平的提高和工业的迅速发展，人们对自我保健和环境卫生的意识日益增强，对具有各种特殊功能的纺织产品需求不断增加。在日常生活中，人们不可避免接触到的各种细菌、真菌等，它们在合适的条件下会迅速繁殖传播进而引发疾病。因此，抗菌功能纺织品的研究和开发显得尤为重要，抗菌、除臭、防霉等功能性纺织品具有巨大的市场潜力。无机抗菌纤维是将金属及其化合物（包括银、铜、锌等）作为抗菌剂，通过不同的加工方法引入纤维，使其具有抗菌功能。铜离子改性聚丙烯腈是利用接枝技术将铜离子嫁接到聚丙烯腈上形成的一种无机抗菌纤维，它具有铜离子抗菌的高效性，可以克服银系抗菌材料的成本高、易变色、稳定性差、生物毒性等问题，是一种安全无毒、环境友好、有着巨大应用潜力的抗菌纤维。本文测试了铜离子改性聚丙烯腈纤维的性能，研究了影响铜离子改性聚丙烯腈织物抗菌性的因素，为铜离子改性聚丙烯腈系列抗菌织物的开发提供参考。

关键词：铜离子改性聚丙烯腈织物;抗菌性能;研究

引言

研究铜离子改性聚丙烯腈织物的抗菌性能。测试了铜离子改性聚丙烯腈纤维的性能，以线性拟合方法确定了铜离子改性聚丙烯腈纤维在抗菌织物中的最优含量;研究了抗菌纱线排列对织物抗菌效果的影响。试验结果表明：当铜离子改性聚丙烯腈纤维在织物中的含量达到5.8%时，织物对3种菌群的抑菌率均在95%以上;此时即便铜离子改性聚丙烯腈纤维出现略微分布不匀，也不会影响织物的抗菌性能。认为：铜离子改性聚丙烯腈织物抗菌性较好，应用前景广阔。

1 铜离子改性聚丙烯腈的基本性能

对铜离子改性聚丙烯腈纤维的基本性能进行了测试，具体数据为纤维中铜含量39 298.2mg/kg，线密度2.76dtex，线密度偏差-0.7%，断裂强度2.02cN/dtex，断裂伸长率46.1%，标准回潮率10.9%。可以看出，铜离子改性聚丙烯腈纤维具有较高的铜离子含量和较高的回潮率。较高的铜离子含量保证了铜离子改性聚丙烯腈纤维的抑菌性能;较高的回潮率则促进了纤维的抗菌效率，这是因为细菌是在有水的环境下繁殖的，较高的回潮率更加有利于细菌与纤维的接触，从而与铜离子起到协同抗菌作用。

2 纺织品抗菌性检测方法和菌种选择

2.1纺织品抗菌性检测方法

在抗菌纺织品的开发中，抗菌检测是十分重要的，它不仅是抗菌物质选择的重要依据，也是抗菌纺织品性能的主要评价指标。一般抗菌纺织品的测试方法分为定量试验法和定性试验法，也有分为适于溶出型和非溶出型检测方法。美国AATCC100—2012《抗菌纺织品的评价方法》和日本JIS L1902—2002《纺织品抗菌性试验方法和抗菌效果》规定了抗菌纺织品抗菌性能的定量分析法，瑞士SNV SN 195920—1994《纺织面料抗菌活性的测定琼脂扩散板》和美国AATCC 147—2011《纺织品的抗菌性：平行划线法》规定了抗菌纺织品抗菌性能的定性分析法。我国的GB/T 20944—2008《纺织品抗菌性能的评价》包括3部分内容，第1部分“平皿琼脂扩散法”规定了纺织品抗菌性的定性检测方法;第2部分“吸收法”和第3部分“振荡法”规定了纺织品抗菌性的定量检测方法。

2.2菌种选择

由于细菌种类繁多，对抗菌产品进行所有菌类抑制或杀灭的代价大且不现实，因此在对抗菌纺织品进行抗菌效果评定时，以该抗菌纺织品对具有代表性菌种的抑制效果作为评判其抗菌效果。金黄色葡萄球菌（以下简称A菌）是革兰阳性细菌中抵抗力最强的致病菌，可作为革兰阳性菌的代表;大肠杆菌（以下简称B菌）分布相当广泛，可作为革兰阴性菌的代表性菌种;白念珠菌（以下简称C菌）酷似细菌的菌落，易于计数观察，可作为真菌的代表。GB/T 20944—2008《纺织品抗菌性能的评价》规定：当抗菌纺织品对A菌和B菌的抗菌率不小于70%、对C菌的抗菌率不小于60%时，抗菌纺织品具有较好的抗菌性能。

3 纺织品抗菌性检测方法和菌种选擇

3.1纺织品抗菌性检测方法

在抗菌纺织品的开发中，抗菌检测是十分重要的，它不仅是抗菌物质选择的重要依据，也是抗菌纺织品性能的主要评价指标。一般抗菌纺织品的测试方法分为定量试验法和定性试验法，也有分为适于溶出型和非溶出型检测方法。美国AATCC100—2012《抗菌纺织品的评价方法》和日本JIS L1902—2002《纺织品抗菌性试验方法和抗菌效果》规定了抗菌纺织品抗菌性能的定量分析法，瑞士SNV SN 195920—1994《纺织面料抗菌活性的测定琼脂扩散板》和美国AATCC 147—2011《纺织品的抗菌性：平行划线法》规定了抗菌纺织品抗菌性能的定性分析法。我国的GB/T 20944—2008《纺织品抗菌性能的评价》包括3部分内容，第1部分“平皿琼脂扩散法”规定了纺织品抗菌性的定性检测方法;第2部分“吸收法”和第3部分“振荡法”规定了纺织品抗菌性的定量检测方法。

3.2菌种选择

由于细菌种类繁多，对抗菌产品进行所有菌类抑制或杀灭的代价大且不现实，因此在对抗菌纺织品进行抗菌效果评定时，以该抗菌纺织品对具有代表性菌种的抑制效果作为评判其抗菌效果。金黄色葡萄球菌（以下简称A菌）是革兰阳性细菌中抵抗力最强的致病菌，可作为革兰阳性菌的代表;大肠杆菌（以下简称B菌）分布相当广泛，可作为革兰阴性菌的代表性菌种;白念珠菌（以下简称C菌）酷似细菌的菌落，易于计数观察，可作为真菌的代表。GB/T 20944—2008《纺织品抗菌性能的评价》规定：当抗菌纺织品对A菌和B菌的抗菌率不小于70%、对C菌的抗菌率不小于60%时，抗菌纺织品具有较好的抗菌性能。

结语

本文选用铜离子改性聚丙烯腈纤维作为抗菌纤维，对其基本性能和抗菌性进行了研究，并通过对含有该纤维的抗菌织物的性能进行了相关研究，可以得出如下结论。（1）铜离子改性聚丙烯腈纤维中铜离子含量可以达到39 298.2mg/kg，纤维的标准回潮率可达10.9%左右，铜离子与较高的回潮率实现了协同高效抗菌。（2）测试结果显示，铜离子改性聚丙烯腈纤维对3种菌群的抑菌率均在95%以上。铜离子改性聚丙烯腈纤维在抗菌织物中的含量达到5.8%时，织物对3种菌种的抑菌率可达95%以上。（3）在保证铜离子改性聚丙烯腈纤维用量达到织物抗菌性所需的临界用量后，铜离子改性聚丙烯腈纤维即便出现略微分布不均匀，也不会影响织物的抗菌性能。

参考文献

[1]孙马钰，金裕鹏，许恒毅.常见金属抗菌机制的研究进展[J].中国药理学与毒理学杂志，2016，30（4）：25-29