一种丝素纳米银抗菌显色整理剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种丝素纳米银抗菌显色整理剂及其制备方法和应用，制备方法为：首先向丝素溶液中加入柠檬酸和抗坏血酸后，调节其pH值，再加入AgNO3晶体，得到丝素硝酸银溶液，然后向丝素硝酸银溶液中加入壳聚糖、聚乙二醇和二氧化锰共混后得到丝素硝酸银混合溶液，最后将丝素硝酸银混合溶液置LED灯下照射，得到抗菌显色整理剂；制得的整理剂为含纳米银粒子、丝素蛋白、壳聚糖、聚乙二醇和柠檬酸的分散液；应用为：将等离子体改性的卡洛丝纤维混纺面料浸轧抗菌显色整理剂后先干燥再进行水蒸气处理，制得丝素纳米银显色抗菌功能卡洛丝纤维混纺面料。本发明专利技术的整理剂既能抗菌又能显色，可制得具有持久和稳定的抗菌性、优异的抗皱性和良好的手感的卡洛丝面料。良好的手感的卡洛丝面料。良好的手感的卡洛丝面料。

【技术实现步骤摘要】
一种丝素纳米银抗菌显色整理剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于显色整理剂
，涉及一种丝素纳米银抗菌显色整理剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]卡洛丝(Calotropis gigantea)纤维是从卡洛丝果实的种子冠毛上生长出来的一种质量极轻的天然植物纤维，该纤维不仅有极为光滑的表面，水晶般的光泽，柔软的手感，而且其横截面高达80～90％的超大中空腔结构使之与木棉纤维一样具有耐压性强、保暖性强、隔音性好和吸湿性大的特性，织成的面料既有丝绸的爽滑质感，又有比棉织物更好的透气性、吸湿性和保暖性。除此之外，该纤维还具有抗菌、防蛀和防霉等优秀性能，可以作为潜在的保暖材料、吸水吸油材料、浮力材料和抗菌防螨材料等，是一种亟待开发的纺织纤维原料。
[0003]对于面料，人们在要求其美观时尚和保暖御寒的同时，舒适性和功能性的要求更是放在了第一位。各种各样的多功能型面料及服装的研究也越来越多，例如具有导湿快干功能的运动衣、具有防风御寒和抗紫外等功能的户外运动服，还有一些具有抗静电、防辐射和抗菌等功能的多功能面料。针对一些内衣、家纺面料和卫生用品，具有抗菌防臭等性能是必不可少的，所以结合卡洛丝纤维的优秀性能，开发出一种美观舒适、绿色安全且长效抗菌的卡洛丝面料能带来极大的应用价值和经济效益。
[0004]一般而言，卡洛丝抗菌纺织品可以通过两种技术途径获得，采用功能性整理的方法和直接采用抗菌纤维进行织制的方法。采用抗菌纤维直接纺织的抗菌面料多数在纺织加工过程中其天然的抗菌性能会被破坏，尤其是一些高温处理，例如染色、煮练工艺等，虽然卡洛丝纤维自身就具有抗菌性能，但经过纺织加工成为面料后它的抗菌性能会大大缩减，最终远远达不到抗菌面料的要求；而采用功能性整理的方法，虽然其操作方便，也可达到抗菌的目的，但是功能性整理过程中所加入的化学试剂会对织物的手感造成破坏，并且其抗菌的持久性、稳定性和安全性较差。一般而言，无论是功能性整理的方法还是直接采用抗菌纤维进行织制的方法染色工艺都是必不可少的，染色工艺中涉及到许多有害化学药品，例如铬、铅或者汞等重金属盐类、钛青铜盐类染料、重铬酸钾作媒染剂氧化剂、戊二醛作交联剂等等，所排放的废水都对环境和人类都存在着很大的危害。
[0005]如能研究一种既能抗菌又能显色还不会破坏织物的手感且抗菌的持久性、稳定性和安全性较好的整理剂将有望解决以上问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是解决现有技术中的问题，提供一种丝素纳米银抗菌显色整理剂及其制备方法和应用。本专利技术先制备了一种既能抗菌又能显色的整理剂，其可产生3种颜色，且具有抗菌性能(利用纳米银实现抗菌，纳米银几乎无毒副作用，控制纳米银的使用量，可以安全放心的在各个领域等方面应用)，再将其作为整理剂浸轧整理卡洛丝纤维混纺面料，
整理工艺是一种全新绿色安全的显色抗菌一体化的处理工艺，将染色工艺和抗菌整理工艺结合，缩减了纺织加工流程，使卡洛丝纤维自身的抗菌性能得到保护，还大幅度减少了印染废水的排放，对环境生态友好，最终制得的卡洛丝面料具有持久和稳定的抗菌性、优异的抗皱性和良好的手感。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种丝素纳米银抗菌显色整理剂的制备方法，首先向丝素溶液中加入柠檬酸和抗坏血酸后，调节其pH值至3.6
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5.6，再加入AgNO3晶体，得到酸性的丝素硝酸银溶液(之所以控制“酸性”是因为在较高的pH值(>8)中，柠檬酸游离在溶液中的羧基会被去质子化)，然后向丝素硝酸银溶液中加入壳聚糖、聚乙二醇和二氧化锰共混后得到丝素硝酸银混合溶液，最后利用丝素和抗坏血酸具有的还原性将丝素硝酸银混合溶液置于10
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60W的LED灯下2
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120h，得到丝素纳米银抗菌显色整理剂。
[0009]本专利技术在制备丝素纳米银抗菌显色整理剂的过程中用到了丝素、柠檬酸、抗坏血酸、壳聚糖、聚乙二醇和二氧化锰，其中：
[0010]丝素作为一种天然高聚物，用其来制备纳米银具有优势，一方面体现在丝素是蚕丝蛋白材料，天然无污染、安全性好且性能优越，另一方面体现在丝素在还原银离子的过程中，可同时起到还原剂和保护剂(丝素蛋白具有天然大分子结构，能将纳米银固定在丝素大分子的框架中，且酪氨酸残基具有很强的供电子性能，纳米银会受到丝素蛋白分子很好的保护)的作用，制备出的纳米银溶液中杂质含量也相应较少；
[0011]壳聚糖的分子结构与纤维素类似，与纤维素织物具有很好的相似相容性，通过氢键与纤维素纤维连接，因此与丝素纳米银结合，不仅可以赋予显色整理剂更优异的抗菌性能，也能与结构为纤维素的卡洛丝面料更好的结合；虽然纳米银抗菌谱广，能够杀灭已感染的细菌并继续与其他细菌接触并发挥作用，但银元素在空气中不稳定，易氧化发黑，因而抗菌性和耐久性较差，而壳聚糖类抗菌剂能对细菌的细胞膜进行破坏，细胞内部物质因细胞膜的破坏而渗漏出来，使得细菌形态、细胞内部均发生明显变化，从而杀死细菌，达到抑菌效果，而壳聚糖的抗菌性能受到环境pH值的影响很大，在酸性条件下具有很强的抗菌效果，但是在实际应用中，大部分情况下壳聚糖主要用于中性及偏碱性的环境，其抗菌效果被削弱，本专利技术结合壳聚糖和银离子抗菌的优点，采用无机的银系抗菌剂与天然的壳聚糖这两种抗菌剂相复合,并且为壳聚糖提供了酸性条件(pH值至3.6
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5.6)，因而其抗菌性和稳定性更加持久；
[0012]抗坏血酸作为环保的还原剂，价廉易得、还原性强，能够迅速、彻底地将溶液中银离子还原成银单质并生长，提高银离子的转化率，同时由于其在水中较大的溶解度可以确保反应后所得纳米银颗粒表面吸附的少量还原剂能够通过多次洗涤除去，且其为天然物质，无毒，不会对环境造成任何污染；现有技术常采用NaBH4作为银离子的还原剂，一方面NaBH4还原能力太强，不易对其反应进行调控，另一方面，由于NaBH4很容易分解，不稳定，必须在碱性溶液中才能保存，保存时间段，需要现配现用，不利于工业化生产，此外NaBH4有一定的毒性，不仅污染环境，它们在产物中的残留也极大限制了合成的纳米银颗粒在各个领域的应用；
[0013]聚乙二醇作为分散剂，反应生成的单质银被软模板聚乙二醇原位吸附包裹，从而有效地阻止了初始形成的粒子间的相互结合、团聚，并利用其对银纳米颗粒特殊晶面的选
择吸附来调节不同晶面的生长速度，从而使形貌和粒度可控，起到诱导、控制粒子生长的作用，同时聚乙二醇含有羟基，且亲水性较强，有分散稳定作用，能得到分散较好的球形粒子；聚乙二醇作为一种非离子型表面活性剂，它的水溶性、稳定性极好，不易受电解质及酸、碱影响，可作为分散剂通过范德华力吸附在纳米银表面来达到修饰纳米银，减少银颗粒的团聚；聚乙二醇作为绿色溶剂，在后续的织物抗菌整理过程中不需要从纳米银胶体中除去，此外它还起到了粘合剂的作用，提高了纳米银与卡洛丝面料的结合能力；现有技术制备纳米银时常采用PVP(聚乙烯吡咯烷酮)作为分散剂，但是PVP的量不易控制(具体体现在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丝素纳米银抗菌显色整理剂的制备方法，其特征在于，首先向丝素溶液中加入柠檬酸和抗坏血酸后，调节其pH值至3.6
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5.6，再加入AgNO3晶体，得到丝素硝酸银溶液，然后向丝素硝酸银溶液中加入壳聚糖、聚乙二醇和二氧化锰共混后得到丝素硝酸银混合溶液，最后将丝素硝酸银混合溶液置于10
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60W的LED灯下2
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120h，得到丝素纳米银抗菌显色整理剂。2.根据权利要求1所述的一种丝素纳米银抗菌显色整理剂的制备方法，其特征在于，壳聚糖的分子量为150000
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300000；聚乙二醇的分子量为400
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6000。3.根据权利要求1所述的一种丝素纳米银抗菌显色整理剂的制备方法，其特征在于，丝素溶液的浓度为1
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6wt％；丝素硝酸银溶液中，柠檬酸的浓度为5
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20g/L，抗坏血酸的浓度为1
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6wt％，AgNO3的浓度为2
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8mg/mL；丝素硝酸银混合溶液中，壳聚糖的浓度为5
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15g/L，聚乙二醇与丝素硝酸银溶液的体积比为2
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8:10
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20，二氧化锰的浓度为0.2
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0.5mol/L。4.根据权利要求1所述的一种丝素纳米银抗菌显色整理剂的制备方法，其特征在于，丝素溶液的制备过程为：取脱胶蚕丝浸润在浓度为8
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12mol/L的溴化锂溶液中，置于40
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80℃的烘箱中3
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6h，每1h摇晃一次，得到丝素溶液。5.采用如权利要求1～4任一项所述的一种丝素纳米银抗菌显色整理剂的制备方法制得的丝素纳米银抗菌显色整理剂，其特征在于，为含纳米银粒子、丝素蛋白、壳聚糖、聚乙二醇和柠檬酸的分散液。6.根据权利要求5所述的丝素纳米银抗菌显色整理剂，其特征在于，纳米银粒子的粒径为10
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100nm。7.根据权利要求5所述的丝素纳米银抗菌显色整理剂，其特征在于，丝素纳米银抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，刘静，赵泽宇，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：