孙晓婷 马建伟 金光硕

青岛大学纺织服装学院，山东 青岛 266071



壳聚糖/棉混纺针织物抗菌性能研究

孙晓婷 马建伟 金光硕

青岛大学纺织服装学院，山东 青岛 266071

比较不同壳聚糖质量分数时壳聚糖/棉混纺针织物的抗菌情况，并采用不同的活性染料与直接染料进行染色，探究染料浓度(owf，即染料相对织物质量的百分数)和染料品种对壳聚糖/棉混纺针织物抑菌率的影响。试验结果表明：当壳聚糖质量分数达到10%时，壳聚糖/棉混纺针织物表现出较好的抗菌性；活性染料对壳聚糖/棉混纺针织物的抑菌率影响不大，且当活性红K- 4BL染料浓度为2%(owf)时可得到较高的上染率和抑菌率。

壳聚糖质量分数，染料品种，染料浓度，上染率，抑菌率

壳聚糖是甲壳素脱乙酰化的产物，是自然界中唯一带正电的碱性多糖，被视为人体“第六生命要素”，具有广谱抗菌性、生物相容性、可降解性，以及良好的吸附性、成膜性和吸湿性等，应用前景广阔。然而，纯壳聚糖纤维强力较低、生产成本高，应用时为充分发挥壳聚糖纤维的优良特性，常将其与棉、黏胶、麻赛尔等纤维混纺，其中又以壳聚糖/棉混纺较为常见，且所得壳聚糖/棉混纺针织物既具备棉纤维的吸湿性好、手感柔软等优点，还兼具抗菌、除臭、保健等功能。

然而，不同壳聚糖纤维质量分数会导致壳聚糖/棉混纺针织物抗菌效果不同，且不同染色工艺又会对壳聚糖/棉混纺针织物的抗菌性能产生不同程度的影响，进而影响壳聚糖/棉混纺针织物的使用价值。为更好地了解壳聚糖纤维质量分数及染色工艺参数对壳聚糖/棉混纺针织物抗菌性能的影响，本文进行了大量试验研究，为壳聚糖/棉混纺针织物的染色加工工艺提供数据参考。

1 抗菌性测试

参照GB/T 20944.1—2007标准[1]中提到的琼脂平皿扩散法，分别测试几组壳聚糖/棉混纺针织物对金黄色葡萄球菌与大肠埃希菌的抑菌圈。经试验观察发现，对照组与试验组均未形成抑菌圈，据此推测织物可能不具备抗菌能力或此壳聚糖纤维属非溶出型抗菌纤维。

因此，为进一步验证壳聚糖/棉混纺针织物的抗菌机理，并准确测定出抑菌率，本文分别参照GB/T 20944.2—2007和GB/T 20944.3—2008标准[2-3]，采用吸收法(测试是否为溶出型抗菌)和振荡法(检测抑菌率)进行测试。结果发现，壳聚糖纤维属非溶出型抗菌纤维，不同壳聚糖纤维质量分数的壳聚糖/棉混纺针织物抑菌率见图1。

图1 壳聚糖/棉混纺针织物的抑菌率

从图1可以看出，当壳聚糖/棉混纺针织物中壳聚糖纤维质量分数在5%以上时，壳聚糖/棉混纺针织物具有抗菌性，且其抗菌性在一定范围内与壳聚

糖纤维质量分数成正比，壳聚糖/棉混纺针织物对金黄色葡萄球菌的抗菌性要好于大肠埃希菌。

由于壳聚糖纤维价格昂贵，故选择混纺壳聚糖纤维质量分数10%，这既降低了生产成本，又能保证壳聚糖/棉混纺针织物具有较好的抗菌性。下文选择壳聚糖纤维与棉纤维混纺质量比为10∶90的混纺针织物用于染色工艺研究。

2 染色工艺参数设计

染色是织物处理的一道重要工序。不同染色工艺会对织物性能产生不同影响。直接染料、还原染料、活性染料和酸性染料都可用于上染壳聚糖/棉混纺针织物,但还原染料对碱性要求较高，酸性染料易使壳聚糖纤维水解。故本试验选择使用活性染料与直接染料，以探究不同染色工艺对壳聚糖/棉(10/90)混纺针织物抗菌性的影响[4-7]。

2.1 染料浓度

染料浓度即指染色时，染料相对织物质量的百分数，行业内常用“owf”表示。本文以活性红K- 4BL为例，研究染料浓度对壳聚糖/棉(10/90)混纺针织物抑菌率的影响。染色处方：

Na2SO440g/L

Na2CO310g/L

皂洗剂 2g/L

浴比 1∶50

工艺曲线：

2.2 染料品种

分别选择活性红K- 4BL、活性紫K- 3R、活性黄B- 4RFN、克隆橙FN-R、雅格素蓝EC、直接红4BS、直接黄R(皆由青岛泉发染整有限公司提供)等7种染料对织物进行染色。表1罗列了7种染料的染色工艺参数。染料浓度均为2%(owf)，染色浴比为1∶50，上染后取出壳聚糖/棉混纺针织物水洗，再用2g/L皂洗剂皂洗10min，再经水洗后烘干，测试不同染料品种上染壳聚糖/棉混纺针织物的抑菌率。

表1 不同染料的染色工艺

3 试验结果及分析

3.1 染料浓度对抑菌率的影响

图2为活性红K-4BL以不同染料浓度上染壳聚糖/棉混纺针织物的抑菌率测试结果。由图2可知：随着染料浓度的不断增加，壳聚糖/棉混纺针织物的抑菌率均明显下降，当染料浓度为5%(owf)时，针织物对金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌的抑菌率均小于70%。参照GB/T 20944.1—2007标准[1]规定，当织物抑菌率低于70%时，即认为织物不具有抗菌性能。

图2 活性红K- 4BL不同染料浓度上染壳聚糖/棉混纺针织物的抑菌率

分析其原因在于，随着染料浓度的升高，溶液中与壳聚糖纤维上氨基(—NH2)结合的染料逐渐增多，这使得屏蔽作用加强，壳聚糖纤维中的抗菌成分无法充分接触细菌，导致针织物抑菌率下降。因此，工艺设计时应综合考虑，不但要满足染色需要，而且不能大幅降低抑菌率。试验发现，活性红K- 4BL 染料浓度选择2%(owf)时，既可保证织物具有较高的上染率，又不会对织物抗菌性产生较大影响。

3.2 染料品种对抑菌率的影响

图3为不同染料品种上染壳聚糖/棉混纺针织物的抑菌率测试结果。由图3可知：活性染料上染的针织物抗菌性能基本不变，即大多数活性染料(如K型、B型、克隆橙及雅格素蓝)对壳聚糖/棉混纺针织物的抗菌性影响不大，且抑菌率均在85%以上；而直接红4BS、直接黄R染色后，针织物的抑菌率下降较明显。因此，实际生产中在对壳聚糖/棉混纺针织物进行染色时，宜首选活性染料。

图3 不同染料品种上染壳聚糖/棉混纺针织物的抑菌率

4 结语

壳聚糖/棉混纺针织物抗菌性会随壳聚糖纤维质量分数的增加而提升，且对金黄色葡萄球菌的抑菌率高于大肠埃希菌。当壳聚糖纤维质量分数为10%左右时，壳聚糖/棉混纺针织物既能达到较好的抑菌效果，又可大大降低生产成本。此外，采用活性染料染色对壳聚糖纤维的抑菌率影响较小，且2%(owf)的活性红K- 4BL染料浓度可同时保证较高的上染率和抑菌率。

[1] GB/T 20944.1—2007纺织品抗菌性能的评价 第1部分：琼脂平皿扩散法[S]．北京：中国标准出版社，2007.

[2] GB/T 20944.2—2007纺织品抗菌性能的评价 第2部分：吸收法[S]．北京：中国标准出版社，2007.

[3] GB/T 20944.3—2008纺织品抗菌性能的评价 第3部分：振荡法[S]．北京：中国标准出版社，2008.

[4] 朱平,周晓东,王炳,等.甲壳素/棉混纺织物一浴法染色研究[J].印染助剂，2007(6)：11-17.

[5] 张洪玲，王建明.甲壳胺纤维的活性染料染色性能[J].北京服装学院学报，2003，23(2)：15-17.

[6] 周晓东，朱平，王炳，等.甲壳素/棉混纺织物的染整加工[J].印染，2007，32(2)：13-15.

[7] 苗大刚.棉/甲壳素混纺织物的染色性研究[D].青岛：青岛大学，2008.

The study on antibacterial properties of chitosan/cotton blended knitted fabric

SunXiaoting，MaJianwei，JinGuangshuo

College of Textile and Garment, Qingdao University, Qingdao 266071, China

Antibacterial activities of chitosan/cotton blended knitted fabrics was compared with different contents of chitosan, and in addition, different dyeing methods of reactive dyes and direct dyes were used in order to explore how the concentration and species of dyes affected inhibitory rate of blended knitted fabrics. Experimental results showed that, when chitosan contents reached 10%, the fabrics had good inhibitory properties; reactive dyes had little effect on the fabrics’ antibacterial rate, and when reactive red K- 4BL dye concentration was 2%(owf), the fabrics could obtain a higher dye-uptake and inhibition rate.

chitosan content, dyeing variety, dying concentration, dye-uptake, inhibition rate

2015-03-23 修改稿：2015-05-15

孙晓婷，女，1990年生，在读硕士研究生，研究方向为纺织材料与纺织品设计

TS156

A

1004-7093(2016)03-0014-03