[发明专利]一种耐洗抗菌棉织物及其制备方法

说明书

本发明属于生物新材料领域，公开了一种具有高效耐洗性抗菌棉织物的制备方法。所述的耐洗抗菌棉织物由棉织物、羧化壳聚糖、L‑甲硫氨酸和纳米银构筑而成。所述一种耐洗抗菌棉织物的制备方法为：第一步将棉织物浸入羧化壳聚糖和L‑甲硫氨酸混合水溶液中，然后干热反应。第二步将负载羧化壳聚糖和L‑甲硫氨酸的棉织物浸入硝酸银溶液，干燥，再浸入硼氢化钠水溶液中还原为纳米银颗粒，经漂洗、干燥后，得到改性棉织物。本发明方法简单、绿色环保，适合于工业化生产。所得棉织物抗菌率高、耐洗性好。

技术领域

本发明涉及一种具有高耐洗性抗菌棉织物及其制备方法，属于生物新材料领域。

背景技术

棉织物由于其优良的性能，如弹性、穿着舒适性、吸水性、透气性等受到人们极大的欢迎。此外，改性棉织物在其他方面也有许多应用，包括防水、抗菌、防火、防紫外线。特别是利用银纳米粒子（Ag NPs）对棉织物进行表面改性制备抗菌棉织物具有广泛的研究，并在工业生产中得到了应用。

由于Ag NPs具有高比表面积，对大部分病原体的活性具有高的抑制作用，并且成本较低，所以Ag NPs是一个重要的抗菌试剂。不过，最近的一些研究表明，银纳米粒子有健康风险和环境问题（Water Air and Soil Pollution，2016，227，306）。银纳米粒子的毒性主要是由Ag NPs的溢出引起的（Food and Chemical Toxicology，2015，77，58），这些问题极大的限制了银系抗菌棉织物的应用。因此，棉织物上能够有效地固定银纳米粒子的方法成为纺织品功能化研究的新热点。在过去的研究中，许多方法已被提出而提高棉织物表面的银纳米粒子的黏附性能（Cellulose，2016，23，2791）。在这些方法中，聚合物粘合剂的应用是非常有效的，并已被广泛研究。例如，端氨基超支化聚合物（HBP-NH₂）（Carbohydratepolymers, 2013, 92, 2088-2094）和多巴胺（Applied Surface Science，2011，257，6799）。

壳聚糖是一种无毒、廉价、可生物降解的聚合物，其具有大量的氨基可以与银成配位键从而固定银纳米颗粒。然而，物理吸附的壳聚糖没有与纤维表面形成共价键，其粘合效果的耐久性无法令人满意。通过化学反应将壳聚糖链负载在棉纤维上有许多方法，如交联方法、等离子体技术、织物的氧化处理方法（Applied Surface Science，2014，309，138），但由于昂贵的试剂和复杂的反应过程并不适合工业生产。羧化壳聚糖中的羧基基团与棉织物表面羟基发生化学反应以共价键的形式被固定在棉织物表面(Carbohydrate Polymers，2019，204，42)。

但是，我们前期的研究结果表明，由于氨基对于银原子的络合作用有限，在经过50次标准洗涤之后，改性棉布的抗菌作用下降明显（Carbohydrate polymers，2017，177，187）。因此，本专利着重提高改性棉布对纳米银的固定作用，从而进一步增强抗菌棉布的耐洗涤性能。

L-甲硫氨酸是一种天然氨基酸，其具有硫原子可以与银原子配位从而固定银纳米粒子。L-甲硫氨酸上有羧基，可与棉布上的羟基发生酯化反应以共价键的方式被固定在棉布表面，因此，L-甲硫氨酸也是一种高效的粘合剂（RSC Advances，2018，8，24458）。本发明专利利用羧化壳聚糖和L-甲硫氨酸形成复合体系同时固定纳米银粒子，以羧化壳聚糖为稳定剂，可提供更多的结合位点增加L-甲硫氨酸的接枝量，同时增强对银原子的络合作用，显著提高了抗菌棉织物的耐洗性能。

但是，由于棉布表面的纤维素分子大多处于结晶状态，能够有效与L-甲硫氨酸进行反应的羟基官能团较少，因此本发明利用羧化壳聚糖和L-甲硫氨酸的混合物处理棉织物表面，可以大幅提高纤维表面的巯基密度，提高纳米银颗粒的固化效率。