抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维的制备及其性能研究

黄惠标，周 莉，范甫军，刘迎玲，邢上上

（1.江苏康溢臣生命科技有限公司，江苏 南通 226399；2.青岛大学 纺织服装学院，山东 青岛 266071）

人类的生存环境中存在各种各样的细菌、真菌及螨虫等微生物，在一些特殊的环境下，致病性细菌和真菌的大量繁殖，会引发健康安全问题。螨虫是一种普遍存在于家居环境中的微生物[1]，能够传播各种细菌、病毒，其代谢产物更是引起过敏性哮喘的主要原因。在日常生活中，建筑涂料和木器家具中的黏合剂，甚至纺织品、服装中都含有大量的甲醛，而甲醛是一类有毒的强刺激性物质，对人体的呼吸系统和皮肤有损害作用，会引发各种疾病，严重危害人们的身体健康。随着生活水平的提高，人们对居住环境质量的要求也逐渐提高，越来越重视纺织品消除甲醛和抗菌防螨的功能，希望现有的黏胶纤维纺织品性能得到改善。因此，开发这种既具有天然纤维素纤维的特性，又具有消除甲醛、抗菌防螨功能的黏胶纤维显得非常必要。本课题采用植物中药金钱草、白鲜皮[2]、天然活性白土微粉与黏胶纺丝液共混制得抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维，该纤维通过纯纺或混纺成纱，制成面料，可广泛用于针织口罩、针织衣物、床上用品等。

1 纤维制备

1.1 试验材料与器材

试验材料：金钱草、白鲜皮提取物粉末，天然矿石微粉，黏胶纺丝液（甲纤质量分数为8.90%），硫酸，无水硫酸钠，硫酸锌，氢氧化钠颗粒，蒸馏水等。

试验器材：湿法纺丝小样机，WB-4恒温水浴锅、烧杯、FA2004B电子天平、量杯等实验室常用器具。

1.2 纤维纺制

1.2.1 抗菌防螨植物中药功能溶液的制备

将金钱草提取物粉末和白鲜皮提取物粉末以3.0∶2.5的质量比例，按照400 g/1 000 mL的加入量，加入到90 ℃的水中，充分搅拌至粉末完全溶解，制得抗菌防螨植物中药溶液。

1.2.2 黏胶共混纺丝液的制备

将上述步骤制得的抗菌防螨植物中药功能溶液，按溶液中提取物相对于黏胶溶液中甲纤10.00%的加入量、海泡石微粉相对于黏胶溶液中甲纤6.00%的加入量，一起加入黏胶纺丝液中，制得抗菌防螨消除甲醛共混黏胶纺丝溶液。

1.2.3 抗菌防螨消除甲醛黏胶纤维纺制

将静置脱泡、过滤后的植物中药溶液与海泡石微粉共混黏胶纺丝液通过湿法纺丝的方法纺制纤维，初生纤维经过后处理（包括水洗、脱硫、上油、切断、烘干）得到抗菌防螨消除甲醛黏胶（短）纤维。

2 抗菌防螨消除甲醛黏胶纤维的性能测试及结果分析

2.1 纤维的纵向表观形态

将纤维置于JSM-6390 LV低真空扫描电镜下，观察纤维纵向截面形态，结果如图1所示。

由图1可以看出，抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维的纵向形态与普通黏胶纤维一样分布着沟槽，但是表面存在凸起的颗粒，是一些天然矿物质微粉颗粒分布于纤维的外层所致[3]。

2.2 纤维红外光谱分析

利用Nicolet5700傅里叶红外光谱仪，采用衰减全反射（Attenuated Total Reflection，ATR）测试法测得普通黏胶纤维与抗菌防螨消除甲醛黏胶纤维的红外光谱，如图2所示。

由图2可以看出，抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维与普通黏胶纤维相比，主要特征峰相对应并且没有增添新的特征峰，这表明添加的植物中药提取物和天然矿石海泡石微粉未改变黏胶纤维原有的成分和结构[4]。

2.3 纤维的力学性能

利用LLY-06E型电子单纤维强力仪，测试普通黏胶纤维和抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维在干、湿态下的拉伸断裂情况，结果如表1所示。

表1 普通黏胶纤维和抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维的基本力学性能指标

由表1可以看出，在干、湿态条件下，与普通黏胶纤维相比，抗菌防螨吸收甲醛黏胶功能纤维的断裂强度略小、断裂伸长率略大。这是由于添加植物中药提取物和活性白土后，纤维的结晶度下降，大分子链的横向结合力在一定程度上削弱，大分子链更易滑脱，使抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维的强度降低、断裂伸长率提高[5]。

2.4 纤维的吸湿性能测试

利用101-2型干燥箱，采用GB/T 6503—2008《化学纤维回潮率试验方法》进行测试，结果如表2所示。

表2 普通黏胶纤维和抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维的回潮率

由表2可知，抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维的回潮率明显高于普通黏胶纤维，这是因为加入植物中药提取物和活性白土之后，纤维内部的亲水基团增加、吸水能力增强，使功能黏胶纤维的吸湿能力提高。

2.5 纤维的抗菌性能

选用金黄色葡萄球菌（ATCC 6538）、大肠杆菌（ATCC 25922）、白色念珠菌（ATCC 10231）为菌种，参照GB/T 20944.3—2008《纺织品抗菌性能的评价 第3部分：振荡法》进行抗菌性能测试，结果如表3所示。

表3 抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维抗菌性能测试结果

由表3可以看出，抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维水洗20次后，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌率分别为94.00%、92.00%、87.00%，远大于国家规定的抗菌标准。因此，抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维具有优良的抗菌性能。

2.6 纤维的防螨效果

根据GB/T 24253—2009《纺织品防螨性能的评价9.1驱避法》进行防螨效果的测试，防螨效果评价要求如表4所示；抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维的防螨效果如表5所示。

表4 防螨效果评价要求

表5 抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维的防螨性能测试结果

由表4～5可以看出，抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维具有防螨效果。

2.7 纤维消除甲醛功能

依据QB/T 2761—2006对抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维进行去除甲醛功能测试，检测结果如表6所示。

表6 去除甲醛性功能测试结果

由表6可以看出，抗菌防螨消除甲醛黏胶纤维具有显著的去除甲醛功能。

3 结语

（1）抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维红外光谱图显示，添加植物中药提取物和天然活性白土微粉并未改变黏胶纤维原有的成分和结构，功能黏胶纤维纵向分布着沟槽且表面存在细小颗粒。与普通黏胶纤维相比，功能黏胶纤维断裂强度略有降低、断裂伸长率稍有增加、吸湿性能提高。

（2）抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维水洗20次后，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌率分别为94.00%、92.00%、87.00%，抗菌性能优良。

（3）防螨性能测试结果表明，抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维对螨虫的驱避率为65.79%，具有防螨功能。

（4）抗菌防螨消除甲醛功能黏胶纤维对甲醛的去除率为81.20%，消除甲醛的功能显著。