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铜离子改性抗菌海藻酸钙纤维的性能

 2014-06-11 14:05:22 浏览量:12

 1 引言
海藻酸钙纤维是以天然海藻中提取的海藻酸钠为原料,通过湿法纺丝制得的一种新型高性能绿色纤维[1-4]。海藻酸钙纤维具有优异的吸湿性,生物相容性和生物可降解性,可用于制备高性能的医用敷料[5-7]。另外,海藻酸钙纤维还具有阻燃[8-9]和“美容护肤”等功效[10],非常适合用于高档服装、内衣的面料以及装饰用纺织品。
海藻酸钠对不同的金属离子具有不同的结合力,文献资料表明[11],海藻酸钠结合金属离子能力的顺序为:Pb2+>Cu2+>Cd2+>Ba2+>Sr2+>Ca2+>Co2+=Ni2+=Zn2+>Mn2+。其中,对Cu2+的结合力比对Ca2+的结合力强。基于此,本论文采用硫酸铜水溶液对海藻酸钙纤维进行改性,然后测试了改性后纤维的红外光谱、物理-机械性能、耐食盐性能、吸湿性、抗菌性、热分解性能以及极限氧指数等。
2 实验
2.1 材料与仪器
材料:海藻酸钙纤维(线密度为1.5 dtex,断裂强度为2.65 cN/dtex,断裂延伸率12.52%),自制。
药品:无水硫酸铜(分析纯),上海展云化工有限公司生产;氯化钠、氯化钙(分析纯),国药集团化学试剂有限公司;大肠杆菌8099、金黄色葡萄球菌ATCC6538(生化试剂),上海微生物研究所;胰蛋白胨、植物蛋白胨、琼脂粉(生化试剂),上海盛思生化科技有限公司。
仪器:FAVIMAT Fiber Test 型电子单纤维强力仪(德国Textechno 公司);Nicolet 5700型红外光谱仪(美国Thermo electron corporation);YXQ-LS-100G 型立式压力蒸汽灭菌器(上海博迅实业有限公司);SW-CJ-ID 型单人净化工作台(苏州净化设备有限公司);OPX-9162B-2 型恒温培养箱(上海福玛实验设备有限公司);M606 型极限氧指数仪(青岛山纺仪器有限公司);TG 209 型热重分析仪(德国NETZSCH 公司);80-2 型台式离心机(江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司)。
2.2 铜离子改性海藻酸钙纤维的制备
将 5 g 海藻酸钙纤维投入到40 ℃质量百分比浓度为10%的硫酸铜溶液中,处理60 min,然后水洗去除纤维表面的硫酸铜,最后在真空烘箱中60 ℃烘干。
2.3 性能测试
按照 GB/T 14337-2008 《化学纤维、短纤维拉伸性能试验方法》,测试纤维的物理-机械性能;参照GB/T 5454-1997 《纺织品燃烧性能试验氧指数法》,测试纤维的极限氧指数[12];按照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》,测试纤维的抗菌性能;按照FJ-54P-85 《国家纺织物洗涤标准》,对纤维进行模拟洗涤实验,然后按照GB/T 20944.2-2007 《纺织品抗菌性能的评价第 2 部分:吸收法》测试不同洗涤次数后纤维的抑菌率,由此评定纤维抗菌效果的耐久性。
采用溴化钾压片法,测试纤维的红外光谱,仪器分辨率为4 cm-1,扫描速度为0.2 cm/s,扫描次数为16 次,波数扫描范围为500~4000 cm-1;采用热重分析仪测试纤维的热稳定性能,氮气保护,氮气流速:20 mL/min,升温速率:10 ℃/min;采用文献[9]的方法,测试纤维对蒸馏水、生理盐水和A 溶液的吸湿性。
纤维的耐盐性:将铜离子改性海藻酸钙纤维在规定浓度和温度的食盐溶液中处理1 h,充分水洗后60 ℃烘至恒重,然后测试纤维的断裂强度,由此定量的表征纤维的耐盐性。

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