纤维纺织产品的抗菌性能研究_周玉萍.pdf

2023年6月第3期生活中人们的身边充斥着细菌等各种微生物，一些微生物不仅会让生态遭到破坏，甚至还会进入人体，进而威胁人们的健康1。纤维纺织类衣物，很容易吸附外界环境中的有害微生物，并且极易吸收人体的分泌物。因此，需要加大对抗菌型纤维纺织产品的研发力度。基于此，本文通过实验研究的方法，探索纤维纺织产品的抗菌性能，以期为抗菌型纤维纺织产品的研发提供参考。1脱胶工艺对纤维纺织产品的抗菌性能影响1.1实验药品本次实验的药品为：草酸铵分析纯，赛默飞世尔生物化学制品（北京）有限公司、酸性果胶酶（化学纯，苏州奥维科生物科技有限公司）、-甘露聚糖酶（化学纯，郑州奇华顿化工产品有限公司）、木聚糖酶（化学纯，南通飞宇生物科技有限公司）、氯化钠分析纯，赛默飞世尔生物化学制品（北京）有限公司、氢氧化钠（分析纯，沧州涵润化工产品有限公司）、胰蛋白胨（化学纯，济南淼泓新材料有限公司）、酵母提取物（化学纯，河南宜新生物科技有限公司）、琼脂化学纯，赛默飞世尔生物化学制品（北京）有限公司、无水磷酸氢二钠（分析纯，上海三允实业有限公司）、磷酸二氢钾（分析纯，廊坊乾耀科技有限公司）。1.2实验设备与仪器本次实验的设备与仪器有集热式恒温磁力搅拌器、超声波清洗机、高速万能粉碎机、电子单纤维强力机、精密恒温培养箱、恒温培养摇床、全自动高压蒸汽灭菌锅、超净工作台。具体设备与仪器的型号和生产厂商如下。集热式恒温磁力搅拌器的型号为DF-2，生产厂商为郑州长城科工贸有限公司。超声波清洗机的型号为PS-10，生产厂商为莆田市秀屿区聚盛机械设备有限公司。高速万能粉碎机的型号为SF130，生产厂商为上海子期实验设备有限公司。电子单纤维强力机的型号为YG001A，生产厂商为温州市大荣纺织仪器有限公司。精密恒温培养箱的型号为DNP-9016，生产厂商为上海铂温仪器有限公司。恒温培养摇床的型号为YCT-50A，生产厂商为上海捷呈实验仪器有限公司。全自动高压蒸汽灭菌锅的型号为BTD17，生产厂商为爱来宝（济南）医疗科技有限公司。超净工作台的型号为DL-CB80，生产厂商为上海超体生物科技有限公司。1.3实验方法1.3.1超声波脱胶预处理方法将截取的2g纤维纺织产品放入烧杯中，并按照150的比例注入去离子水。分别从无超声波处理、20kHz、40kHz以及在40kHz中加入JFC、硅酸钠助剂对汉麻纤维产生的菌落数进行分析。1.3.2草酸铵、复合酶结合脱胶处理方法在经过超声波脱胶处理后的纤维纺织品中加入4.0g/L的草酸铵溶液，并将其放置在温度为100的环境中处理100min，在其脱胶后利用滤布进行过滤，随后将其进行清洗和烘干处理。将烘干后的纤维纺织品放在质量为5 g/L的酸性果胶酶溶液中，将pH值设置为4.0，并在恒定的温度中搅拌60min，然后将产品取纤维纺织产品的抗菌性能研究周玉萍（南通市纤维检验所，江苏 南通226001）摘要：随着社会的不断发展，人们的服饰观念不只是满足保暖需求，而是逐渐演化出更为多样的功能性纤维纺织产品需求。就目前而言，我国对纤维纺织产品的抗菌性能研究还亟待完善。因此，文章对纤维纺织产品的抗菌性能进行探索，通过不同的实验来分析影响纤维纺织产品的抗菌性能因素，以期为开发和利用抗菌纤维纺织产品提供参考。关键词：纤维纺织；抗菌性能；影响因素Doi：10.3969/j.issn.2095-0101.2023.03.008中图分类号：TS101.92+3文献标识码：A文章编号：2095-0101（2023）03-0025-03收稿日期：2023-02-27作者简介：周玉萍（1976），女，江苏南通人，主要从事微生物、食品化工及纺织品检测工作。分析与探讨252023年6月第3期出，用温水进行清洗；随后，将清洗完成的产品放入复合酶溶液中，在经过60min的处理后将其取出，并进行清洁和烘干处理，最后，进行恒重处理，计算产品的脱胶和剩余胶量的数值2。具体数据见图1。1-原麻纤维；2-1.00g/L酸预处理；3-1.98g/L酸预处理；4-20kHL超声波预处理；5-40kHL超声波预处理；6-40kHL超声波预处理及助剂图1不同预处理条件下汉麻纤维的菌落数实验所用的复合酶的主要成分包含了蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等，其能够起到良好的抑菌、清除自由基等作用，将其与草酸铵结合使用，能够对纤维纺织品脱胶工艺提供有效的帮助。1.4抗菌性能处理与表征1.4.1液体培养基的制备在进行液体培养基的制备时，需要对配制比例进行规范，其中，要包含10g/L的胰蛋白胨，5g/L的酵母提取物，10g/L的氯化钠。在对其采用氢氧化钠进行溶解之后，将pH值设置为7.27.4，作为灭菌的待用品，将温度设置为121，灭菌时间设置为20min。1.4.2菌液的培养在收集菌液的过程中，要利用接种环去沾取菌液，放置在固体培养基中，并将其倒置放入温度为37的培养箱中进行培养，1d之后将其取出，用移液枪将单菌落取出，放置在20mL的液体培养基中，并将其放在恒温摇床中，设置温度为37，培养时间为18h。1.4.3纤维纺织的脱胶处理抗菌性能表征1.4.3.1超声波预处理对纤维纺织品抗菌性能的影响用超声波处理纤维纺织品时，纤维产品受高频声波影响会出现振动，分子会在振动的作用下逐渐被压缩并出现松动3。首先会让外表的胶质层出现龟裂的现象，随后其会在一系列的作用下形成团状并成功脱离纤维外表层，借助超声波将其粉碎成细小的胶质粒，不断地进行分解。在不同超声波频率、助剂的作用下，会出现不同数量的菌落情况，例如，在无处理条件下，将N（助剂预处理）设置为5，所出现的菌落数量为481个，将超声波的频率设置为20kHz，并且N依旧为5，所出现的菌落数量为41。在助剂预处理为6或7的情况下，在相同的超声波频率20kHz下，所产生的菌落数量分别为4和1。由此可见，不同的超声波频率和助剂都会使得菌落的脱落情况出现较大的差异。1.4.3.2草酸铵、复合酶结合脱胶处理对纤维纺织品抗菌性的影响在草酸铵、复合酶结合脱胶处理这种方式的处理过程中，纤维中的胶质，包括部分不溶性果胶和半纤维素中的高分子部分，会在酶的作用下进行分解，不同浓度的酶预处理纤维纺织品的菌落数量具有一定的差异性4。实验结果表明：当草酸铵和复合酶的比例为12，在温度为55的状态下处理60min后，纤维残胶率较低；当草酸铵和复合酶的比例为11，在温度为60的状态下处理70min后，纤维断裂强度受到的影响最小；当草酸铵和复合酶的比例为12，在温度为50的状态下处理70min后，纤维纺织产品的抗菌性能最好。因此，确定脱胶工艺的最佳条件为：草酸铵和复合酶的比例为12，温度为50，处理时间为70min。2纤维纺织产品的抗菌性能影响因素分析2.1菌液活性对测试样品抑菌率的影响2.1.1实验方法在纯棉的抗菌纤维纺织样品上截取2块试样，在另一块没有经过处理的纯棉纤维纺织品上截取2块试样作为对照样品。清洗抗菌试样20次并进行灭菌处理后，将其分别放置在三角烧瓶中，并放入冷凝4h后的接种菌液和新鲜菌液，主要测试的菌种为金黄色葡萄球菌和大肠杆菌，分析试样在新鲜程度不同的菌液中的抑菌率。2.1.2实验结果对本次的实验结果进行分析可知，冷凝4h之后的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌所得出的试样抑菌率分别为89.5%和61.5%，而新鲜菌液的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌所得出的试样抑菌率分别为99.9%和95.6%。对两者的试样抑菌率进行对比可以明显发现，菌液在新鲜的状态下所呈现出的抑菌率要明显优于冷凝4h之后的抑菌率。由此可见，菌液的活性会对抑菌率产生较大的影响。2.2洗涤剂、洗涤方法对测试样抑菌率的影响2.2.1实验方法与步骤在实验的过程中，为了保障纤维纺织品抗菌性能测定的准确性和耐久性，需要将纤维纺织品上所剩余的化学物质对测定结果的影响降至最低，因此需要在实验进行之前，对纤维纺织的试样品进行洗涤5，具体的清洗过程为：将同一抗菌纤维纺织品采用不同的清洗剂分析清洗5、10、20、50次，测定大肠杆菌的抑菌率分析与探讨262023年6月第3期成效如表1所示。表1不同洗涤次数和洗涤剂对大肠杆菌的抑菌率测试结果的影响2.2.2实验结果分析表1的数据显示，不同的清洗剂和清洗时间对抑菌率的影响较大，从实验的数据来看，无论洗涤次数为多少次，非离子洗涤剂所体现出对大肠杆菌的抑菌性都较为良好。但在洗涤次数限制在5次时，非离子洗涤剂对大肠杆菌的抑菌率为99.9%。因此，需要对清洗剂和清洗的时间做出具体的限制，才能保障纤维纺织产品的抑菌效果。2.3纤维原料种类对抑菌率的影响2.3.1实验材料本次实验选择的纤维纺织产品主要以棉纤维为主，作为实验组，对照样品主要为竹原纤维和苎麻。在抗菌剂的选择上主要采用抗菌整理剂进行，抗菌剂的类型为SCJ-2000，是一种非溶出型的有机抗菌整理剂，pH值为6.08.0，具备90%的有效抗菌成分，能够保障人体安全。2.3.2实验设备与仪器本次实验的设备主要有：水浴锅，其具备60的温度；干燥箱；二级生物安全柜；恒温培养箱，其温度能够保持在37左右；空气与恒温调速摇床；高压灭菌锅，能达到121的高温，压力达到103kPa；旋涡式振荡器；直径90mm的培养皿；容量250mL的三角烧瓶；试管等常用工具。2.3.3实验方法将竹原纤维、苎麻和棉纤维浸泡在抗菌整理剂中，利用同一种抗菌剂对不同材质的纺织品进行两种菌落的抗菌成效的实验，浸染织物的浴比为110，处理温度设置为60。2.3.4实验结果分析将未处理过的抗菌整理棉纤维作为对照样品，利用振荡的测试方法，使用相同抗菌整理剂进行处理后，对竹原纤维、苎麻和棉纤维分别进行抗菌性能的检测。利用菌种试管收集细菌，在培养皿中划线，并将其都放置在37的培养箱中培养1824h。从测试的结果可知，抗菌整理后的苎麻对两种测试的菌类都能起到一定的抑制作用，根据振荡法的抗菌测试评价标准来看，苎麻对大肠杆菌的抑制率低于70%，故认为其对大肠杆菌不具有抗菌效果，而苎麻对金黄色葡萄球菌的抑制率高于70%，故认为苎麻对金黄色葡萄球菌具有抗菌效果；抗菌整理后的竹原纤维对两种菌种均不具有抗菌效果；抗菌整理后的棉纤维对两种菌种的抑菌率都大于99%，具有优异的抗菌效果。由此可见，不同的试样原料会对纤维纺织品的抑菌率造成一定的影响。2.4染料种类对纤维纺织品的抗菌性能影响2.4.1实验方法及步骤在此次实验中，分别利用金黄染料、活性红染料、合成靛蓝染料及植物靛蓝染料对纤维纺织品进行染色。对比不同染色剂对纤维纺织品的抗菌性能转变，并分析不同的染料对纤维纺织产品抑菌率的影响。2.4.2实验结果分析本次实验结果表明未经染色的纤维纺织品的抗菌率高达82.3%，利用金黄染料、活性红染料、合成靛蓝染料这3种染料染色的纤维纺织品，其抗菌率分别为50.9%、60.2%和20.5%。同时，在金黄染料、活性红染料、合成靛蓝染料和植物靛蓝染料的作用下，纤维纺织品的菌落数量都在正常范围内，其中合成靛蓝染料对应的菌落数最多，植物靛蓝染料对应的菌落数较少，且抗菌率仅次于未染色的纤维纺织品。3结语随着社会的不断发展进步，人们对服饰的功能性要求逐渐提升，纤维纺织产品因具备良好的抑菌性受到了人们的青睐。本次研究实验的成果表明，两种脱胶工艺（超声波脱胶、草酸铵与复合酶结合脱胶）和四个因素（菌液活性、洗涤剂与洗涤方法、纤维原料种类、染料种类）对纤维纺织品的抗菌性能都起到一定的影响，因此在对纤维纺织产品进行实际的抗菌性能处理过程中，需要将多种影响因素进行综合性的考虑才能全面地提升纤维纺织产品的抗菌效果，进而保障人体的健康。参考文献1计芬芬,顾珍,谭玉静,等.纺织品抗菌性能的改良振荡法测定J.印染,2012,38(15):40-43.2王翔,李景烨,刘添涛,等.纺织品抗菌抗病毒性能研究进展J.印染助剂,2022,39(9):6-12.3谢小保,李素娟,彭如群,等.纺织品抗菌检测技术的新进展J.印染,2012,38(23):36-39,52.4陆嘉渔,蔡国强,高宗春,等.纺织品常用的抗菌整理剂的应用综述J.现代纺织技术,2023(3):251-262.5黄鹏飞,李丹丹,毛开云.基于专利地图的纺织品抗菌技术分析J.上海纺织科技,2022,50(1):60-63.分析与探讨洗涤次数/次抑菌率/%白猫洗衣粉加酶洗衣粉肥皂非离子洗涤剂598.788.595.799.91097.971.893.498.62095.566.392.298.85052.615.245.457.727