改性壳聚糖在棉织物上的抗菌涂层
Xiaoli Cheng，Kaikai Ma，Rong Li，Xuehong Ren，T.S. Huang
江南大学纺织服装学院生态纺织品教育部重点实验室
美国阿尔卑斯州奥本市奥本大学
1.介绍
本研究通过引入N-卤胺素前体，合成了一种新的 N-卤胺壳聚糖衍生物。本文合成了一种新的N-卤胺壳聚糖衍生物。N-卤胺结构增强了对不同微生物的抗菌活性以及壳聚糖在各种 pH 中的稳定性。此外，壳聚糖衍生物的耐久性也有了显著的提高。利用 BTCA 作为交联剂，将合成的壳聚糖衍生物附着在棉花织物上，为棉花提供了具有抗菌和持久的压榨功能。与其他涂层方法相比，交联整理工艺也可以提高纺织品的洗涤耐久性。经稀释的家用漂白剂处理后，使涂层具有杀菌功能。我们已经演示了壳聚糖衍生物的合成和表征，以及抗菌剂在棉织物上的应用。此外，还研究了抗拉强度和储存稳定性。
2.实验
材料：去乙酰化程度为 95%的壳聚糖购自浙江奥兴生化公司中国股份有限公司。1-羟甲基-5、5-二甲基糖酐(HDH)购自上海TCT；家用漂白剂（活性氯含量为 5%）、乙酸（分析级）购自国药化学试剂有限公司。所有试剂均按接收到使用，未进一步纯化。漂白棉织物（133x72/40sx4s)，由浙江广东印染服装有限公司提供。所用细菌为金黄色葡萄球菌和大肠杆菌，胰蛋白酶大豆琼脂来自 Difco 实验室。
仪器：壳聚糖的红外光谱，壳聚糖衍生物由NicoletNexus470光谱仪记录在 400-4000 厘米的光学范围通过平均3次扫描，分辨率为4厘米。所有样品均以溴化钾球形式制备。壳聚糖-HDH的核磁共振谱记录在BrukerAV-300光谱仪上。扫描电镜图像采用 SU-1510场发射扫描电子显微镜。壳聚糖衍生物的合成如图1所示：
壳聚糖衍生物的氯化过程：将壳聚糖浸泡在10%的家庭漂白剂溶液中，PH为7，调整室温温度为 60min。氯化后用蒸馏水彻底清洗样品，以去除游离氯。将得到的固体粉末在45度下干燥24小时，去除涂层棉花中任何未粘合的氯。采用碘测定法/硫代硫酸盐滴定法测定样品上的氯浓度。
3结果与讨论
3.1合成的壳聚糖-HDH的表征
如图1所示，检测到的单元上的这些信号表明，成功地与壳聚糖结合。壳聚糖的 ft-红外光谱。HDH 改性壳聚糖和氯化 HDH 改性壳聚糖，如图2所示，可以发现这两个新的吸收峰出现在 1694 厘米和 1760 厘米处分别分配为透明蛋白环结构的 C=O 吸收峰。壳聚糖没有观察到这些条带。经HDH修饰的壳聚糖氯化后，这些条带分别位移到1709和1771cm，并观察到C=O的特征吸收峰的蓝移。FT-红外数据进一步表明，透明蛋白环结构共价结合在壳聚糖上。
3.2壳聚糖-HDH涂层织物的表征
未涂层和涂层织物的 FT-红外光谱如3图所示，未氯涂层织物的FT-红外光谱在 1713cmf 处出现了一个新的吸收峰，这是由于海丹图因环结构的 C=O 振动引起的。C=O 的特征振动带位移到 1721cm氯化后。未经处理的棉纤维表面光滑。图像显示处理后的棉纤维覆盖面粗糙、不均匀。这些图像提供了进一步的信息，以确认壳聚糖-HDH 被包覆在棉纤维的表面。
3.3 抗菌效果
壳聚糖-HDH 处理的棉片对革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌的杀菌效果数据汇总见表1。与无氯化样品相比，氯化处理棉的杀菌效果显著提高。
3.4壳聚糖-HDH 对储存的稳定性
图5中显示了涂覆的棉织物的储存结果。随着储存时间的延长，样品中的氯含量逐渐降低。储存一个月后，氯含量从 0.25%下降0.03%。其下降趋势可能与壳聚糖的亲水性有关。壳聚糖可以从空气中吸收大量的水分，促进 n-卤胺[42]的解离，从而导致氯负荷的损失。但经过漂白剂处理后，所有失去的氯均能回收，这表明连接壳聚糖和脱渍的共价键非常稳定。
3.5机械性能测量
氯化和未氯化样品的经纱和断纹强度如图6所示，与棉织物相比，无氯化织物的经湿强度均下降了约 45%。表2总结了棉织物和壳聚糖-HDH涂层棉织物的WRA。涂层棉织物的折皱回复性能用经纬慢速弹性回复角之和表示。与未经处理的棉织物相比，涂层棉织物的WRA显著增加。表3总结了壳聚糖hdh未涂层和涂层棉织物的弯曲性能数据，涂层棉织物的弯曲回复能力可以得到提高。
4.结论
成功合成了壳聚糖衍生物，并通过13C NMR和FT-IR进行了确认。利用BTCA将合成的壳聚糖hdh涂覆到棉织物上。在暴露于稀释家用漂白剂时，涂层棉样可装载0.25%的氧化氯。壳聚糖衍生物涂层样品在5分钟内灭活6株金黄色葡萄球菌和大肠杆菌,显示出优异的抗菌效果。聚合物在储存期间提供了合理的稳定性。贮存一个月后，氯含量从原来的0.25%降至0.03%，大部分损失的氯在再氯化后可以再生。用改性壳聚糖和BTCA对棉织物进行涂层处理，可提高棉织物的折皱回复率，降低织物的抗折强度。