CN105603740B - 一种抗菌抗紫外线棉织物及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

一种抗菌抗紫外线棉织物及其制备工艺，涉及抗菌棉织物领域，该制备工艺中，首先制备分子量≤50万的羧甲基壳聚糖，然后利用羧甲基壳聚糖配制羧甲基壳聚糖溶液，并使用羧甲基壳聚糖溶液对原棉织物进行浸泡预处理，得到羧甲基壳聚糖改性棉织物；最后利用含银离子溶液和还原剂对羧甲基壳聚糖改性棉织物进行银离子吸附还原处理。本发明利用分子量≤50万的羧甲基壳聚糖原位吸附银离子，并在棉织物表面还原银离子，制成纳米银棉织物，该纳米银棉织物的抗菌抗紫外线性能好，且耐水洗性好。

Description

一种抗菌抗紫外线棉织物及其制备工艺
技术领域
本发明涉及抗菌棉织物领域，具体而言，涉及一种抗菌抗紫外线棉织物及其制备工艺。
背景技术
在生活中，充斥着各种有害细菌，给人们带来各种疾病。随着人民生活水平的提高，健康和卫生越来越受到重视，抗菌材料及其制品日益引起人们的关注。
其中，银的抗菌能力很强，并具有广谱的杀菌效果，又不会在人体积累产生毒害，在很早以前就被用作抗菌活性材料。但银离子具有光敏性，很容易氧化还原，发生银沉积，降低抗菌活性并变成棕色或黑色，影响制品的外观。而纳米级的金属银粒子具有很强的抗菌活性，而且不具有光敏性，从而使得抗菌稳定性得到很大的提高。然而目前制备纳米银粒子的方法一般都要用到聚乙烯吡咯烷酮等聚合物或油酸钠等表面活性活性剂作为保护剂，这些非生物相容性的有机物质难以除去，在对制品进行抗菌处理时很容易也附于制品上，会对人体造成潜在的毒性。
壳聚糖是由生物体提取的天然聚合物，具有良好的生物相溶性和一定的抗菌效果，并且能够络合银离子。张雨菲在《壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗菌整理上的应用》中，将壳聚糖与纳米银复合形成纳米银的高分子溶液，再将其制成纳米银织物，这种方法制备的纳米银的稳定性会影响到织物的抗菌持久性，而且一般纳米银处理后的棉织物不具有抗紫外线性能。用纳米银处理后的棉织物经过多次水洗，织物表面粘附的银粒子会流失，从而降低织物的抗菌效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗菌抗紫外线棉织物及其制备工艺，该工艺利用分子量≤50万的羧甲基壳聚糖原位吸附银离子，并在棉织物表面还原银离子，制成纳米银棉织物，该纳米银棉织物的抗菌抗紫外线性能好，且耐水洗性好。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种抗菌抗紫外线棉织物的制备工艺，其包括：
制备羧甲基壳聚糖，羧甲基壳聚糖的分子量≤50万；
利用羧甲基壳聚糖配制羧甲基壳聚糖溶液，并使用羧甲基壳聚糖溶液对原棉织物进行浸泡预处理，得到羧甲基壳聚糖改性棉织物；以及
利用含银离子溶液和还原剂对羧甲基壳聚糖改性棉织物进行银离子吸附还原处理。
进一步地，上述制备羧甲基壳聚糖包括：
将水与异丙醇按质量比1:4配制得溶剂，将壳聚糖、NaOH、溶剂混合得到混合液，于45℃～55℃下搅拌碱化1.5h～2.5h，得到第一溶液；
在第一溶液中滴入溶有氯乙酸的异丙醇溶液，于45℃～55℃下反应7h以上，得到第二溶液；
收集第二溶液中位于下层的溶胶状物质，在溶胶状物质中加入去离子水，充分搅拌溶解，调节pH至中性，得到第三溶液；以及
在第三溶液中加入甲醇，静置沉淀、抽滤得到滤渣，用无水乙醇冲洗滤渣，再次抽滤，将再次抽滤得到的滤渣于55℃～65℃下真空干燥1.5h～2.5h，研磨得到羧甲基壳聚糖。
进一步地，上述在制得第一溶液的步骤中，壳聚糖与NaOH的质量比为1：1～1.5，混合液中壳聚糖的浓度为0.08g/ml～0.12g/ml。
进一步地，上述在制得第二溶液的步骤中，溶有氯乙酸的异丙醇溶液中的氯乙酸的浓度为0.5g/ml～1g/ml；溶有氯乙酸的异丙醇溶液与溶剂的体积比为1:4～6。
进一步地，上述在制得第三溶液的步骤中，去离子水与溶剂的体积比为2～3:1。
进一步地，上述在第三溶液中加入甲醇的步骤中，甲醇与溶剂的体积比为4～6:1。
进一步地，上述利用羧甲基壳聚糖对原棉织物进行预处理包括：用蒸馏水溶解羧甲基壳聚糖，配制质量浓度为0.5％～1.5％的羧甲基壳聚糖溶液；将原棉织物放入羧甲基壳聚糖溶液中，在室温下振荡0.5h～1.5h。
进一步地，上述含银离子溶液为AgNO3溶液，还原剂为硼氢化钠。
进一步地，上述利用含银离子溶液和还原剂对羧甲基壳聚糖改性棉织物进行银离子吸附还原处理包括：
在避光条件下，用蒸馏水配置浓度为350ppm～450ppm的AgNO3溶液，将羧甲基壳聚糖改性棉织物放入AgNO3溶液中，在室温下振荡0.5h～1.5h，得到银离子棉织物；
用蒸馏水溶解硼氢化钠，制成浓度为750ppm～850ppm的还原剂溶液，将银离子棉织物放在还原剂溶液中，在室温下振荡20min～30min，得到纳米银棉织物；以及
将纳米银棉织物取出水洗，在75℃～85℃下烘20min～30min。
本发明提出一种抗菌抗紫外线棉织物，采用上述制备工艺制得。
本发明实施例的化合物和化合物的制作工艺的有益效果是：
1、本发明制备工艺首先制备分子量≤50的羧甲基壳聚糖，然后配制羧甲基壳聚糖溶液，并对原棉织物进行羧甲基壳聚糖改性处理；最后利用含银离子溶液和还原剂对改性后的棉织物进行银离子吸附还原处理，得到抗菌抗紫外线棉织物。该工艺利用羧甲基壳聚糖分子原位吸附银离子，并在棉织物表面还原银离子，制成纳米银棉织物，该纳米银棉织物的抗菌抗紫外线性能好，且耐水洗性好。
2、本发明制备工艺利用低分子量羧甲基壳聚糖分子原位吸附银离子，并在棉织物表面还原银离子，这种银粒子的原位合成法是制备复合材料的新方法之一，有降低材料成本，简化工艺过程的优点；棉织物作为基体，在复合材料的制备过程中与基体无界面反应，基体表面无污染，生成的银粒子尺寸小，为纳米级银。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的抗菌抗紫外线棉织物及其制备工艺进行具体说明。
本发明提出一种抗菌抗紫外线棉织物的制备工艺，其包括：
制备分子量≤50万的羧甲基壳聚糖，分子量≤50万的羧甲基壳聚糖的粘度较小；
利用羧甲基壳聚糖配制羧甲基壳聚糖溶液，并使用羧甲基壳聚糖溶液对原棉织物进行浸泡预处理，得到羧甲基壳聚糖改性棉织物；以及
利用含银离子溶液和还原剂对羧甲基壳聚糖改性棉织物进行银离子吸附还原处理。含银离子溶液优选为AgNO3溶液，还原剂优选为硼氢化钠。
本发明的反应原理为：
将棉织物经过粘度较小的羧甲基壳聚糖(分子量≤50万的羧甲基壳聚糖)配制的溶液浸渍后，棉织物上存在的羟基官能团通过氢键与羧甲基壳聚糖分子中的氨基、羟基相互作用，从而将羧甲基壳聚糖溶液吸附在棉织物表面。由于羧甲基壳聚糖既带有氨基，又带有羧基，因此在中性条件下，棉织物表面吸附的羧甲基壳聚糖带负电荷，从而使棉织物的纤维带负电，吸附银离子溶液中的银离子，使银离子吸附在棉织物表面，再经过还原剂的还原作用，使棉织物表面的银离子还原成银粒子，且生成的银离子颗粒小。而且由于羧甲基壳聚糖的吸附作用，使银粒子紧密吸附在棉织物上。
本实施例中，制备羧甲基壳聚糖包括：
将水与异丙醇按质量比1:4配制得溶剂，将壳聚糖、NaOH、溶剂混合得到混合液，于45℃～55℃下搅拌碱化1.5h～2.5h，得到第一溶液；其中，壳聚糖与NaOH的质量比为1：1～1.5，混合液中壳聚糖的浓度为0.08g/ml～0.12g/ml。壳聚糖与NaOH的质量比优选为1:1.35，混合液中壳聚糖的浓度优选为0.1g/ml。
在第一溶液中滴入溶有氯乙酸的异丙醇溶液，于45℃～55℃下反应7h以上，得到第二溶液；其中，溶有氯乙酸的异丙醇溶液中的氯乙酸的浓度为0.5g/ml～1g/ml；溶有氯乙酸的异丙醇溶液与溶剂的体积比为1:4～6。溶有氯乙酸的异丙醇溶液中的氯乙酸的浓度优选为0.75g/ml；溶有氯乙酸的异丙醇溶液与溶剂的体积比优选为1:5。
收集第二溶液中位于下层的溶胶状物质，在溶胶状物质中加入去离子水，充分搅拌溶解，调节pH至中性，得到第三溶液；其中，去离子水与溶剂的体积比为2～3:1，去离子水与溶剂的体积比优选为2.5:1。
在第三溶液中加入甲醇，静置沉淀、抽滤得到滤渣，用无水乙醇冲洗滤渣，再次抽滤，将再次抽滤得到的滤渣于55℃～65℃下真空干燥1.5h～2.5h，研磨得到羧甲基壳聚糖。其中，甲醇与溶剂的体积比为4～6:1，甲醇与溶剂的体积比优选为5:1。
本实施例中，利用羧甲基壳聚糖对原棉织物进行预处理包括：用蒸馏水溶解羧甲基壳聚糖，配制质量浓度为0.5％～1.5％的羧甲基壳聚糖溶液；将原棉织物放入羧甲基壳聚糖溶液中，在室温下振荡0.5h～1.5h。
本实施例中，利用含银离子溶液和还原剂对羧甲基壳聚糖改性棉织物进行银离子吸附还原处理包括：
在避光条件下，用蒸馏水配置浓度为350ppm～450ppm的AgNO3溶液，将羧甲基壳聚糖改性棉织物放入AgNO3溶液中，在室温下振荡0.5h～1.5h，得到银离子棉织物；
用蒸馏水溶解硼氢化钠，制成浓度为750ppm～850ppm的还原剂溶液，将银离子棉织物放在还原剂溶液中，在室温下振荡20min～30min，得到纳米银棉织物；以及
将纳米银棉织物取出水洗，在75℃～85℃下烘20min～30min。
本发明还提出一种抗菌抗紫外线棉织物，采用上述制备工艺制得。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
实施例1提供一种抗菌抗紫外线棉织物，其制备过程如下：
制备粘度较小的羧甲基壳聚糖：
称取10g壳聚糖加入到500mL四口烧瓶中，加入13.5gNaOH，再加入100ml溶剂(水与异丙醇按1:4配制)，于50℃下搅拌碱化2h后滴入溶有15g氯乙酸的异丙醇溶液20ml，0.5h内滴加完，于50℃下反应7h以上。反应结束后倒出上层清液，在下层溶胶状态物质中加入250ml去离子水，充分搅拌溶解，再加入10％盐酸调节pH至中性，加入500ml甲醇，静置沉淀、抽滤，并用大量无水乙醇冲洗滤渣，再次抽滤，将再次抽滤后的滤渣在60℃下真空干燥2h，研磨得到白色固体和黄色固体物，即为羧甲基壳聚糖，经检测，本实施例制得的羧甲基壳聚糖的分子量在10万～20万之间，粘度小。
使用羧甲基壳聚糖对原棉织物进行预处理：
取1g羧甲基壳聚糖放在250ml的锥形瓶中，倒入100ml蒸馏水溶解，制成浓度为1％的羧甲基壳聚糖溶液。然后取大小为77cm的原棉布放在上述的锥形瓶中在室温下振荡1h。
制备纳米银棉织物：
取0.04gAgNO3放在外面包有黑色包装且不透明的锥形瓶中，倒入100ml蒸馏水溶解，制成浓度为400ppm的溶液。将上述浸有羧甲基壳聚糖的棉布放入盛有AgNO3的溶液中，在室温下振荡1h。取0.08g硼氢化钠放在250ml的锥形瓶中，倒入100ml蒸馏水溶解，制成浓度为800ppm的溶液，将上述的棉布放在硼氢化钠溶液中，在室温下振荡25min。取出棉布水洗，在80℃下烘25min，得到纳米银棉织物，将其标号为d。
实施例2
实施例2提供一种抗菌抗紫外线棉织物，其制备过程如下：
制备粘度较小的羧甲基壳聚糖：
称取10g壳聚糖加入到500mL四口烧瓶中，加入10gNaOH，再加入125ml溶剂(水与异丙醇按1:4配制)，于45℃下搅拌碱化1.5h后滴入溶有15.625g氯乙酸的异丙醇溶液31.25ml，0.5h内滴加完，于45℃下反应7h以上。反应结束后倒出上层清液，在下层溶胶状态物质中加入250ml去离子水，充分搅拌溶解，再加入10％盐酸调节pH至中性。加入500ml甲醇，静置沉淀、抽滤，并用大量无水乙醇冲洗滤渣，再次抽滤，将再次抽滤后的滤渣在55℃下真空干燥1.5h，研磨得到白色固体和黄色固体物，即为羧甲基壳聚糖。
使用羧甲基壳聚糖对原棉织物进行预处理：
取0.5g羧甲基壳聚糖放在250ml的锥形瓶中，倒入100ml蒸馏水溶解，制成浓度为0.5％的羧甲基壳聚糖溶液。然后取大小为77cm的原棉布放在上述锥形瓶中在室温下振荡0.5h。
制备纳米银棉织物：
取0.035gAgNO3放在外面包有黑色包装且不透明的锥形瓶中，倒入100ml的蒸馏水溶解，制成浓度为350ppm的溶液。将上述浸有羧甲基壳聚糖的棉布放入盛有AgNO3的溶液中，在室温下振荡0.5h。取0.075g硼氢化钠放在250ml的锥形瓶中，倒入100ml的蒸馏水溶解，制成浓度为750ppm的溶液，将上述的棉布放在硼氢化钠溶液中，在室温下振荡20min。取出棉布水洗，在75℃下烘20min，得到纳米银棉织物，将其标号为e。
实施例3
实施例3提供一种抗菌抗紫外线棉织物，其制备过程如下：
制备粘度较小的羧甲基壳聚糖：
称取10g壳聚糖加入到500mL四口烧瓶中，加入15gNaOH，再加入85ml溶剂(水与异丙醇按1:4配制)，于55℃下搅拌碱化2.5h后滴入溶有14g氯乙酸的异丙醇溶液14ml，0.5h内滴加完，于55℃下反应7h以上。反应结束后倒出上层清液，在下层溶胶状物质中加入250ml去离子水，充分搅拌溶解，再加入10％盐酸调节pH至中性。加入500ml甲醇，静置沉淀、抽滤，并用大量无水乙醇冲洗滤渣，再次抽滤，将再次抽滤后的滤渣在65℃下真空干燥2.5h，研磨得到白色固体和黄色固体物，即为羧甲基壳聚糖。
使用羧甲基壳聚糖对原棉织物进行预处理：
取1.5g羧甲基壳聚糖放在250ml的锥形瓶中，倒入100ml蒸馏水溶解，制成浓度为1.5％的羧甲基壳聚糖溶液。然后取大小为77cm的原棉布放在上述锥形瓶中在室温下振荡1.5h。
制备纳米银棉织物：
取0.045gAgNO3放在外面包有黑色包装且不透明的锥形瓶中，倒入100ml的蒸馏水溶解，制成浓度为450ppm的溶液。将上述浸有羧甲基壳聚糖的棉布放入盛有AgNO3的溶液中，在室温下振荡1.5h。取0.085g硼氢化钠放在250ml的锥形瓶中，倒入100ml的蒸馏水溶解，制成浓度为850ppm的溶液，将上述的棉布放在硼氢化钠溶液中，在室温下振荡30min。取出棉布水洗，在85℃下烘30min，得到纳米银棉织物，将其标号为f。
实施例4
实施例4提供一种抗菌抗紫外线棉织物，其制备过程与实施例1的制备过程基本相同，不同之处在于如下：使用羧甲基壳聚糖对原棉织物进行预处理时的羧甲基壳聚糖溶液浓度为2％，最后制得纳米银棉织物，将其标号为g。
对比例1
对比例1提供一种棉织物，其制备过程如下：
分子量≥100万的羧甲基壳聚糖的粘度较大，使用分子量≥100万的羧甲基壳聚糖对原棉织物进行预处理：
取1.5g羧甲基壳聚糖放在250ml的锥形瓶中，倒入100ml蒸馏水溶解，制成浓度为1.5％的羧甲基壳聚糖溶液。然后取大小为77cm的原棉布放在上述锥形瓶中在室温下振荡1.5h。
取0.045gAgNO3放在外面包有黑色包装且不透明的锥形瓶中，倒入100ml的蒸馏水溶解，制成浓度为450ppm的溶液。将上述浸有羧甲基壳聚糖的棉布放入盛有AgNO3的溶液中，在室温下振荡1.5h。取0.085g硼氢化钠放在250ml的锥形瓶中，倒入100ml的蒸馏水溶解，制成浓度为850ppm的溶液，将上述的棉布放在硼氢化钠溶液中，在室温下振荡30min。取出棉布水洗，在85℃下烘30min，得到棉织物，将其标号为c。
对比例2
对比例2提供一种棉织物，其制备过程如下：
取0.045gAgNO3放在外面包有黑色包装且不透明的锥形瓶中，倒入100ml的蒸馏水溶解，制成浓度为450ppm的溶液。将大小为77cm的原棉布放入盛有AgNO3的溶液中，在室温下振荡1.5h。取0.085g硼氢化钠放在250ml的锥形瓶中，倒入100ml的蒸馏水溶解，制成浓度为850ppm的溶液，将上述的棉布放在硼氢化钠溶液中，在室温下振荡30min。取出棉布水洗，在85℃下烘30min，得到棉织物，将其标号为b。
对比例3
对比例3提供一种棉织物，其制备过程如下：
称取10g壳聚糖加入到500mL四口烧瓶中，加入13.5gNaOH，再加入100ml溶剂(水与异丙醇按1:4配制)，于50℃下搅拌碱化2h后滴入溶有15g氯乙酸的异丙醇溶液20ml，0.5h内滴加完，于50℃下反应7h以上。反应结束后倒出上层清液，在下层溶胶状态物质中加入250ml去离子水，充分搅拌溶解，再加入10％盐酸调节pH至中性，加入500ml甲醇，静置沉淀、抽滤，并用大量无水乙醇冲洗滤渣，再次抽滤，将再次抽滤后的滤渣在60℃下真空干燥2h，研磨得到白色固体和黄色固体物，即为粘度较小的羧甲基壳聚糖。
取1g羧甲基壳聚糖放在250ml的锥形瓶中，倒入100ml蒸馏水溶解，制成浓度为1％的羧甲基壳聚糖溶液。然后取大小为77cm的原棉布放在上述的锥形瓶中在室温下振荡1h，得到棉织物，将其标号为h。
以下通过试验测试本发明纳米银棉织物的性能。
1、不同羧甲基壳聚糖对预处理对棉织物抗紫外的影响
选取棉织物a、b、c、d，其中a为未经任何处理的原棉织物；b是未经羧甲基壳聚糖处理、直接使用硝酸银和硼氢化钠处理的棉织物；c为经粘度较小的羧甲基壳聚糖预处理制备的纳米银棉织物；d为本发明经粘度较大的羧甲基壳聚糖预处理制备得到的纳米银棉织物，测试a、b、c、d的抗紫外线值，测试结果如下表所示：
表1不同羧甲基壳聚糖处理的棉织物的抗紫外值
紫外线防护系数UPF，Ultraviolet Protection Factor，表示棉织物防护紫外线的能力，其数值越大表明其抗紫外线的效果越好。由上表可以看出，原棉织物a的抗紫外性较差，基本没有防护效果。未经羧甲基壳聚糖处理的棉织物b，它的UPF数值与a相比，有了一定的提高，具有较好的紫外线防护效果。经分子量≥100万的羧甲基壳聚糖(粘度较大的羧甲基壳聚糖)预处理的棉织物c的抗紫外性与b的抗紫外性相当。经分子量≤50万的羧甲基壳聚糖(粘度较小的羧甲基壳聚糖)预处理的棉织物d与前三者相比，它的抗紫外性有了明显的提高，按照有关棉织物抗紫外线辐射性能的测试标准，d的UPF数值已经达到了50+，具有非常优异的防护效果，由此可以看出，本发明纳米银棉织物属于抗紫外线产品。
2、羧甲基壳聚糖溶液浓度对纳米银棉织物抗紫外性的影响
b是未经羧甲基壳聚糖处理(羧甲基壳聚糖溶液的浓度为0)，直接使用硝酸银和硼氢化钠处理的棉织物；e是经浓度0.5％的粘度较小的羧甲基壳聚糖溶液预处理制备的纳米银棉织物；d是经浓度1％的粘度较小的羧甲基壳聚糖溶液预处理制备的纳米银棉织物；f是经浓度1.5％的粘度较小的羧甲基壳聚糖溶液预处理制备的纳米银棉织物；g是经浓度2％的粘度较小的羧甲基壳聚糖溶液预处理制备的纳米银棉织物，测试b、e、d、f、g的抗紫外线值，测试结果如下表所示：
表2不同羧甲基壳聚糖溶液浓度对棉织物抗紫外的影响
由上表可以看出，随着用于预处理的羧甲基壳聚糖溶液浓度的增加，棉织物上的UPF值也随着增加，当羧甲基壳聚糖溶液浓度为1％时，UPF值可达到最大，继续增加羧甲基壳聚糖溶液浓度，UPF值反而下降了，但是它们的抗紫外线的UPF值都达到50+，说明使用粘度较小的羧甲基壳聚糖溶液预处理制得的棉织物都具有非常优异的紫外线防护效果，即本发明纳米银棉织物的抗紫外线性能优异，尤其是使用浓度为1％的粘度较小的羧甲基壳聚糖溶液预处理制得的纳米银棉织物的抗紫外性能最佳。
3、纳米银棉织物的耐水洗性
将纳米银棉织物d经过多次水洗，并测试经过不同次数水洗后纳米银棉织物d的抗紫外线值，测试结果如下表所示：
表3纳米银棉织物经过不同次数水洗后的抗紫外性
由上表可以看出，纳米银棉织物在水洗5次后与未洗前相比，UPF值有所下降，但是依然是具有优异防护效果的抗紫外产品。水洗10次后与水洗5次相比，UPF值基本没有变化，但水洗20次后，与水洗10次相比，UPF值反而上升了。从纳米银棉织物水洗的结果可知，纳米银棉织物经过20次水洗后，具体的UPF值虽然有所下降，但依然都在50+，说明本发明制备工艺制得的纳米银棉织物的抗紫外性能很好，而且耐水洗性很好。
4、纳米银棉织物的抗菌性
选取棉织物a、h、d、i，其中a为未经任何处理的原棉织物；h是仅经过粘度较小的羧甲基壳聚糖浸泡处理的棉织物；d为经粘度较小的羧甲基壳聚糖预处理制备得到的纳米银棉织物，i为纳米银棉织物d经过20次后得到的纳米银棉织物。
通过菌种试验测试a、h、d、i的抗菌性，实验中所使用的测试菌种为：金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)，ATCC 6538，革兰氏阳性菌；大肠杆菌(Escherichia coli)，ATCC 25922，革兰氏阴性菌。金黄色葡萄球菌(S.aureus)是一种革兰氏阳性菌，大肠杆菌(E.coli)是一种革兰氏阴性菌，它们是典型的致病菌，为了检测实验中制备的纳米银棉织物的抗菌性能，以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为检验菌种按照AATCC147-2004《棉织物的抗菌性：平行划线法》标准测试不同棉织物的抑菌区宽度和抗菌性能。结果如下表所示：
表4接种大肠杆菌对不同棉织物的抑菌区的宽度
表5接种金黄色葡萄球菌对不同棉织物的抑菌区的宽度
从上述两个表中可以看出，水洗20次后的纳米银棉织物i对大肠杆菌的抑菌宽度和纳米银棉织物d的抑菌宽度相当，对金黄色葡萄球菌的抑菌宽度有所下降，说明本发明制备工艺制得的纳米银棉织物的抗菌效果具有较好的耐水洗性。
另外在菌种试验中，原棉织物a没有抗菌性，在其周围长满了细菌；仅经过羧甲基壳聚糖处理后的棉织物h在棉织物与细菌接触的交界处长满了细菌，棉织物h基本没有抗菌性，原因是：壳聚糖有游离氨基，在酸性条件下生成-NH3 +而具有抗菌性，而羧甲基壳聚糖在氨基上发生了较多的取代，减小了游离氨基的含量，也降低了羧甲基壳聚糖的抗菌性，所以经分子量≤50万的羧甲基壳聚糖(粘度较小的羧甲基壳聚糖)处理的棉织物没有抗菌效果，实验结果与李小芳等人发现的水溶性羧甲基壳聚糖对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌几乎没有抑制作用的结果一致。纳米银棉织物d的表面呈现明显黄棕色，纳米银棉织物d具有明显的抗菌效果，在棉织物的周围都没有细菌生长，有明显的抑菌区，证实了本发明制备工艺制得的纳米银棉织物有抑菌性能，这是因为纳米银粒径小，比表面积大，更容易附着在细胞膜上，破坏细胞壁，使细菌丧失功能。棉织物i在经过20次水洗后棉织物的颜色有所下降，但是依然具有明显的抗菌性能，棉织物i对大肠杆菌的抗菌性优于金黄色葡萄球菌。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种抗菌抗紫外线棉织物的制备工艺，其特征在于，其包括：
制备羧甲基壳聚糖，所述羧甲基壳聚糖的分子量≤50万；
利用所述羧甲基壳聚糖配制羧甲基壳聚糖溶液，并使用所述羧甲基壳聚糖溶液对原棉织物进行浸泡预处理，得到羧甲基壳聚糖改性棉织物；以及
利用含银离子溶液和还原剂对所述羧甲基壳聚糖改性棉织物进行银离子吸附还原处理；
所述含银离子溶液为AgNO3溶液，所述还原剂为硼氢化钠，利用所述含银离子溶液和所述还原剂对所述羧甲基壳聚糖改性棉织物进行所述银离子吸附还原处理包括：
在避光条件下，用蒸馏水配置浓度为350ppm～450ppm的AgNO3溶液，将所述羧甲基壳聚糖改性棉织物放入所述AgNO3溶液中，在室温下振荡0.5h～1.5h，得到银离子棉织物；
用蒸馏水溶解硼氢化钠，制成浓度为750ppm～850ppm的所述还原剂溶液，将所述银离子棉织物放在所述还原剂溶液中，在室温下振荡20min～30min，得到纳米银棉织物；以及
将所述纳米银棉织物取出水洗，在75℃～85℃下烘20min～30min。
2.根据权利要求1所述的抗菌抗紫外线棉织物的制备工艺，其特征在于，制备所述羧甲基壳聚糖包括：
将水与异丙醇按质量比1:4配制得溶剂，将壳聚糖、NaOH、所述溶剂混合得到混合液，于45℃～55℃下搅拌碱化1.5h～2.5h，得到第一溶液；
在所述第一溶液中滴入溶有氯乙酸的异丙醇溶液，于45℃～55℃下反应7h以上，得到第二溶液；
收集所述第二溶液中位于下层的溶胶状物质，在所述溶胶状物质中加入去离子水，充分搅拌溶解，调节pH至中性，得到第三溶液；以及
在所述第三溶液中加入甲醇，静置沉淀、抽滤得到滤渣，用无水乙醇冲洗所述滤渣，再次抽滤，将再次抽滤得到的滤渣于55℃～65℃下真空干燥1.5h～2.5h，研磨得到所述羧甲基壳聚糖。
3.根据权利要求2所述的抗菌抗紫外线棉织物的制备工艺，其特征在于，在制得所述第一溶液的步骤中，所述壳聚糖与所述NaOH的质量比为1：1～1.5，所述混合液中所述壳聚糖的浓度为0.08g/ml～0.12g/ml。
4.根据权利要求2所述的抗菌抗紫外线棉织物的制备工艺，其特征在于，在制得所述第二溶液的步骤中，所述溶有氯乙酸的异丙醇溶液中的氯乙酸的浓度为0.5g/ml～1g/ml；所述溶有氯乙酸的异丙醇溶液与所述溶剂的体积比为1:4～6。
5.根据权利要求2所述的抗菌抗紫外线棉织物的制备工艺，其特征在于，在制得所述第三溶液的步骤中，所述去离子水与所述溶剂的体积比为2～3:1。
6.根据权利要求2所述的抗菌抗紫外线棉织物的制备工艺，其特征在于，在所述第三溶液中加入所述甲醇的步骤中，所述甲醇与所述溶剂的体积比为4～6:1。
7.根据权利要求1所述的抗菌抗紫外线棉织物的制备工艺，其特征在于，利用所述羧甲基壳聚糖对原棉织物进行预处理包括：用蒸馏水溶解所述羧甲基壳聚糖，配制质量浓度为0.5％～1.5％的所述羧甲基壳聚糖溶液；将所述原棉织物放入所述羧甲基壳聚糖溶液中，在室温下振荡0.5h～1.5h。
8.一种抗菌抗紫外线棉织物，其特征在于，采用权利要求1至7中任一项制备工艺制得。
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