抗菌Lyocell纤维的制备及性能研究

为赋予Lyocell纤维抗菌性,首先用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液溶解纤维素,制得纤维素含量6%的纺丝液,在纺丝液中添加3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)与抗菌纳米纤维素,通过干喷湿法纺丝制备抗菌Lyocell纤维。制得的纤维对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌抑菌率均达到95%以上。随着BTDA的加入,纤维表面粗糙,断裂强度由62.7 MPa提高至89.1 MPa,断裂伸长率由9.48%降低至5.19%。加入抗菌纳米纤维素的Lyocell纤维力学性能及抗菌性均有提高。由此方法制备的两种抗菌Lyocell纤维耐水洗性能良好。

抗菌Lyocell纤维的研制

选择了4种抗菌剂,采用共混纺丝的方法制备了抗菌Lyocell纤维,并探讨了它们的抗菌性能和物理机械性能。

抗菌Lyocell纤维针织面料抗菌效果达到国标AAA级

山东金英利坚持科技创新实现产业突破,前期经研发团队有效的科研探索和生产实践,在国内率先攻克抗菌Lyocell纤维生产技术,按照FZ/T73023-2006评价标准进行检测,纤维抗菌指标均达99%以上,达到纤维最高级抗菌标准。

抗菌、抗氧化和厚朴酚复合纳米纤维膜的制备及性能研究

目的满足新型天然食品活性包装材料的需求。方法天然植物苯酚和厚朴酚(HK)为活性成分,采用共混静电纺丝工艺制备PLGA-HK复合纳米纤维膜,避免食品氧化及受到微生物的侵袭。结果通过FT-IR、扫描电镜、TG、水接触角等表征手段,证明PLGA-HK复合纳米纤维膜具有均匀的纤维形貌,以及良好的热稳定性和表面疏水性。此外,PLGA-HK复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均大于等于99%,抗氧化活性值达到(61.33±7.71)%,且活性成分在作用过程中不会溶出,其安全性较高。结论在食品保鲜应用中,PLGA-HK复合纳米纤维膜可有效保持食品品质,延长食品保质期,具有作为食品保鲜应用活性包装材料的潜力。

抗菌纳米纤维素在Lyocell/粘胶混纺纱线及织物抗菌整理应用

为赋予Lyocell/粘胶混纺纱线及其织物抗菌性,通过浸渍和浸轧使纱线和织物与抗菌纳米纤维素结合,制得Lyocell/粘胶混纺抗菌纱线及抗菌织物。制得的抗菌纱线及抗菌织物对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌抑菌率均达到98%以上,通过浸轧整理的织物抗菌性能及耐洗性均优于浸渍整理的织物。抗菌整理后的织物回潮率变化不大,力学性能有所提高,纱线表面毛羽减少,抱合紧密。

石墨烯-PAN基复合纳米纤维的微观形貌及其抗菌性能

为了优化GO-PAN基复合纳米纤维的制备方法,探究石墨烯的质量分数对复合纳米纤维抗菌性能的影响效果,利用静电纺丝法制备了不同石墨烯质量分数的GO-PAN基复合纳米纤维,使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、差示扫描量热仪、力学性能分析等对复合纳米纤维的宏观性能和微观结构进行表征。研究结果表明:石墨烯的添加降低了复合纳米纤维的结晶度,GO-PAN基复合纳米纤维微观上呈三维网状结构,纳米纤维无序交错排列,纤维直径为170~230 nm。随着石墨烯质量分数的增加,复合纳米纤维的拉伸强度先增大后降低,断裂延伸率持续降低,且当石墨烯质量分数增大至0.9%时,复合纤维的拉伸强度达到了最大值20.61 MPa;石墨烯的添加改善了复合纳米纤维热学性能,脱水温度提高。GO-PAN基复合纳米纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均超过了95%,且石墨烯质量分数0.9%的复合纳米纤维膜对2种菌种的抑菌效率均达到最大值,抑菌率分别为97.32%、99.85%,其中复合纳米纤维膜对金黄色葡萄球菌的抑菌效率高于大肠杆菌。

(ε⁃PL⁃TA)_(n)@纤维素/聚丙烯非织造材料的制备及其抗菌性能

为了赋予纤维素制品优异的抗菌性能,使其在医疗卫生领域有较好的应用前景,采用层层自组装(LBL)技术,将ε⁃聚赖氨酸(ε⁃PL)和单宁酸(TA)交替沉积在纤维素/聚丙烯复合水刺非织造材料上,制备了(ε⁃PL⁃TA)_(n)@纤维素/聚丙烯复合非织造材料,对其表面形貌、化学结构、孔隙、抗菌性能和力学性能进行了测试分析。结果表明:组装后(ε⁃PL⁃TA)_(n)@纤维素/聚丙烯材料表面出现一些凝胶状物质,ε⁃PL和TA的FTIR特征峰出现,成功负载到纤维素/聚丙烯材料上;组装后的(ε⁃PL⁃TA)n@纤维素/聚丙烯材料纤维之间的平均孔隙明显减小,纤维平均直径、单位面积质量、断裂强力、断裂伸长率均增加;随着组装层数的增加,(ε⁃PL⁃TA)_(n)@纤维素/聚丙烯材料的断裂强力和断裂伸长率先上升后下降;当组装层数为4.5时,(ε⁃PL⁃TA)4.5@纤维素/聚丙烯复合水刺非织造材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别达到99.1%和99.9%。

功能化细菌纤维素纳米晶复合聚氨酯医用抗菌涂层的制备及性能研究

植入医疗器械的感染是临床治疗的难题之一,因此研究具有长效稳定抗菌效果的医用涂层对于医疗植入器械领域十分重要。本研究使用细菌纤维素膜片,通过粉碎―氧化法制备氧化改性细菌纤维素纳米晶体,并化学接枝阳离子化合物双胍制备获得新型纳米抗菌材料NBC-BG,最后与聚氨酯(PU)进行复合制备了PU-NBC-BG医用抗菌涂层。通过多种材料表征手段,研究了不同比例添加下涂层的结构性能变化,同时通过抗菌实验证明了PU-NBC-BG涂层具有优良且稳定的抗菌性能以及抗生物膜效果,在医疗器械领域具有很好的前景。

染整工艺对麻纤维抗菌性能的影响

从麻纤维自身形态结构、化学组成出发,分析了影响麻纤维自身抗菌性的因素。概述了染整加工工艺中脱胶、染料种类和染料助剂对麻纤维抗菌性能的影响,总结了麻织物的物理抗菌整理和化学抗菌整理方式。认为:在麻纤维自身具备抗菌性的基础上,采用添加天然抗菌剂、物理抗菌整理、植物染料染色等方法,可有效降低麻纤维生产加工过程中抗菌成分的流失,进一步提高麻织物的抗菌性能。

香蕉茎秆纤维/抗菌纤维混纺纱的制备及其性能

为促进天然香蕉茎秆纤维在纺织服装领域的应用,采用半精纺纺纱工艺,以香蕉茎秆纤维(BF)、优可丝安泰贝抗菌纤维(ATB)和稀土抑菌再生纤维素纤维(XT)为原料,制备了混纺比为50/50、65/35、70/30、85/15的8种BF/抗菌纤维混纺纱和1种BF纯纺纱,表征了纱线的线密度和捻度,探究了混纺比例与纱线力学性能、质量指标、抗菌性能的关系。结果表明,9种纱线实测的线密度和捻度与设计值存在偏差,但其偏差在允差范围内;ATB和XT的加入提高了BF纯纺纱的力学性能与抗菌性能,改善了BF纯纺纱的条干均匀度、毛羽指数、棉结、粗节、细节等质量指标,且香蕉/抗菌纤维混纺纱强度高、毛羽少、手感柔软,适宜开发各类机织和针织面料。

胍基抗菌型超高分子量聚乙烯纤维海水提铀吸附材料的制备及其性能

吸附纤维是最具经济性的海水提铀材料之一,海洋中的微生物易附着在吸附纤维上,严重影响纤维的吸附性能。本研究采用辐射诱导接枝聚合技术在超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维上同时引入胍基和偕胺肟基,制备了一种新型抗菌海水提铀材料(UHMWPE-g-GEAO)。胍基的引入赋予纤维材料良好的抗生物污损能力,使其能够杀灭99.9%的大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)。UHMWPE-g-GEAO纤维表现出较快的铀吸附速率和较高的吸附容量,在水溶液中的铀吸附容量可达到156.00 mg/g,14 d内在真实加标海水中的吸附容量达到1.39 mg/g。此外,经过5次吸附-脱附循环后,该材料仍能保持94.5%以上的吸附效率和96.2%以上的脱附效率,表现出良好的可重复使用性。本工作开发了一种可重复使用的UHMWPE抗菌吸附纤维,该纤维在海水提铀中具有良好的应用潜力。

姜黄素增强的纤维素光敏抗菌膜制备及其对鲜猪肉的保鲜性能

本研究制备含有姜黄素且具有良好力学性能、耐水性、光敏抗菌性和高氧气阻隔性的纤维素薄膜(cellulose-curcumin-film,C-Cu_(x)-F)(x=0、0.1、0.5和1)。由于姜黄素与纤维素分子链的强相互作用,姜黄素可以显著提高纤维素薄膜的力学性能和抗水性。姜黄素掺杂含量显著影响纤维素薄膜的透氧性(P<0.05),随着姜黄素含量的增加,薄膜氧气透过率逐渐减小。在室温23℃条件下,当姜黄素质量分数分别为0%、0.1%、0.5%和1%时,纤维素膜的透氧率分别为(29.71±1.66)、(4.79±0.13)、(3.52±0.45)cm^(3)/(m^(2)·d)与(0.90±0.09)cm^(3)/(m^(2)·d)。在0%~0.5%范围内,由于分子间作用力的增强,姜黄素的加入可显著降低纤维素薄膜的透水率(P<0.05)。由于姜黄素的光敏作用产生单线态氧,纤维素薄膜对金黄色葡萄球菌具有良好的光敏抗菌作用,而且抗菌性能随着光照时间的延长而增强。在60 mW/cm^(2)的白光照射10 min后,薄膜C-Cu1-F对金黄色葡萄球菌的抑制率约为(61.00±1.73)%,照射20 min达到(91.67±1.53)%。在冷鲜猪肉的包装保鲜中,薄膜C-Cu1-F能显著抑制鲜猪肉总挥发性盐基氮的产生,降低菌落总数(P<0.05),对微生物和生物胺的产生有明显抑制作用。综上,该薄膜不仅具有优异的力学性能和抗菌性能,而且对鲜猪肉具有保鲜作用。

同轴静电纺抗菌PLA纳米纤维膜的制备及其性能

为了获得释药速率稳定的载药纳米纤维膜,以聚乳酸(PLA)为原料,采用同轴静电纺工艺制备具有皮芯结构的纳米纤维膜。分析了皮层与芯层不同推注速度比下制备的静电纺纳米纤维膜的化学结构、亲水性能、抗菌性能、药物缓释性能。结果表明:复合抗菌剂Ag@TP粒子分布均匀且较为纯净,并能够成功复合到静电纺纳米纤维膜上。当皮层与芯层推注速度比为3∶1时,制得的纳米纤维具有较为均匀的直径分布,并且纤维因其粗糙的表面而具有更大的比表面积,使得相同条件下的纤维膜能够吸附更多细菌,同时疏水性较强且断裂伸长率达到最大。认为:与共混结构的纳米纤维膜相比,具有皮芯结构的同轴静电纺纳米纤维膜可以有效缓解突释问题,能够更好地实现抗菌剂的长效稳定释放。

银-铜双金属纳米粒子/聚乳酸复合纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为制备高效抗菌的生物可降解聚乳酸(PLA)静电纺丝纤维膜,首先利用L-抗坏血酸对银和铜的硝酸盐溶液进行化学还原,得到银-铜双金属纳米粒子(Ag-Cu NPs)。然后将Ag-Cu NPs与PLA纺丝液共混,通过静电纺丝技术制备了不同组成的Ag-Cu NPs/PLA复合纳米纤维膜,并对其形貌、结构、亲水性和抗菌性能等进行测试。结果表明:合成的Ag-Cu NPs的粒径约为32 nm,复合纳米纤维膜中Ag-Cu NPs被PLA基体包覆,且沿着纤维径向排列,纤维表面存在大量微小的孔洞;加入Ag-Cu NPs后,Ag-Cu NPs/PLA的水接触角略微降低,亲水性增加,且Ag-Cu NPs和PLA之间仅发生物理作用,未产生明显的化学作用;相比于纯PLA纳米纤维膜,Ag-Cu NPs/PLA的抗菌率明显提高,当纺丝液中Ag-Cu NPs相对于PLA质量为7%时,复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99%。

有色抗菌护肤远红外黏胶纤维制备及性能研究

将金缕梅提取物10.0份、植物色素1.7份制成浓度为20%的水溶液,胶原蛋白肽8.4份配成50%的水溶液,远红外陶瓷粉3.3份配成浓度为20%的悬浮液,按总添加质量为甲纤质量的14%与黏胶纺丝液共混,采用湿法纺丝方法制备线密度为1.67dtex、长度为38mm、颜色为樱花粉和柠檬黄的有色抗菌护肤远红外黏胶纤维。对纤维性能和功能进行测试,结果表明,有色抗菌护肤远红外黏胶纤维对金黄色葡萄球菌的抑菌率为87.25%、蛋白质含量为3.77%远红外发射率和温升分别为0.86和1.90℃,性能超过国家和行业标准。纤维纵向和横向形态无显著变化,红外特性、结晶度、取向度、力学性能均能满足后续纺纱织造要求。

负载聚集诱导发光光敏剂纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为解决光动力抗菌纤维活性氧(ROS)产率低、光敏剂易泄露等问题,以聚集诱导发光(AIE)分子(TPE-TCF)为光敏剂,与聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混,通过静电纺丝制备TPE-TCF@PAN/PVP纳米纤维膜,表征其化学结构、微观形貌和表面亲水性,并探究其ROS产率和抗菌效果。结果表明:TPE-TCF@PAN/PVP膜(TPE-TCF质量分数为0.4%)具有高亲水性、优异的光敏剂负载稳定性和高ROS产率,超低功率白光照射20 min后,可实现对金黄色葡萄球菌(抑菌率大于96.2%)和大肠杆菌(抑菌率大于99.9%)的高效灭菌。该研究结果可为高效广谱抗菌的医用防护材料的制备和应用提供参考。

丝素/纳晶纤维素载银抗菌复合材料的制备及性能

丝素蛋白(SF)具有优良的生物相容性、生物可降解性,在生物医学领域有着广泛的应用。纳晶纤维素(NCC)来源于纤维素,具有高强度、大比表面积的优良性能,应用在复合材料、生物医药等多个领域。以SF为基材,NCC作增强剂,纳米Ag作抗菌剂,制备了一种具有抗菌性能和一定机械强度的SF/NCC载Ag共混膜。对所制备膜的形貌、结构、力学性能、抗菌性能等进行表征与分析。结果表明,SF/NCC载Ag纳米纤维膜具良好的机械强度和一定的抗菌性能,在医疗和包装材料等方面具有潜在的应用价值。

面向甲醛气味消除和抗菌防霉的多功能黏胶纤维制备与性能研究

随着环境问题和健康意识的增强,开发具有环保和功能性的纺织材料变得尤为重要。此次研究专注于开发一种新型多功能黏胶纤维,旨在消除甲醛气味并具有抗菌防霉性能。通过将植物提取物、橙花精油微胶囊和沸石微粉整合入纤维中,研究成功制备出具有优异多功能性的黏胶纤维。研究结果表明,这些纤维不仅有效吸附甲醛,还展现出显著的抗菌和防霉性能。其中B组配方在功能性与可纺性之间展现出最佳平衡,成为最优选择。

PTFE/Cu_(2)O纤维膜的制备及抗菌性能研究

以氧化亚铜(Cu_(2)O)为抗菌剂与聚四氟乙烯(PTFE)混合,经熟化、柱塞、挤出压延、干燥和拉伸定型等三维异步拉伸技术制备PTFE/Cu_(2)O纤维膜,探究了Cu_(2)O的粒径、添加量对纤维膜微观形貌、孔径、孔隙率及透气透湿性能的影响,并评价了PTFE/Cu_(2)O纤维膜的抗菌性能。结果表明:Cu_(2)O的粒径对PTFE/Cu_(2)O纤维膜的微观形貌及透湿量影响不大,但粒径较小(98 nm)的Cu_(2)O制备的PTFE/Cu_(2)O纤维膜性能较好;随着Cu_(2)O添加量的增加,PTFE/Cu_(2)O纤维膜的“原纤-节点”结构更加均匀,平均孔径、孔隙率及透气率均有所增加,透湿量变化不大,当添加Cu_(2)O质量分数为0.8%时,PTFE/Cu_(2)O纤维膜平均孔径为0.26μm,孔隙率为66.5%,透气率达到5.09 mm/s;添加粒径为98 nm的Cu_(2)O质量分数0.8%,制备的PTFE/Cu_(2)O纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有一定的抗菌效果,抗菌实验表明大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的存活率分别为73%和69%。

抗菌发热功能性粘胶纤维的制备及性能分析

为了制备具有抑菌、发热功能的粘胶纤维,采用β-环糊精包覆姜辣素制得微胶囊,然后将微胶囊加入粘胶纺丝液,通过纺前共混、湿法纺丝工艺制得姜辣素粘胶纤维。借助扫描电镜、红外光谱仪、单纤维强力仪等对制备的姜辣素粘胶纤维、粘胶纤维的结构和性能进行表征与分析,并测试了所织针织物的抗菌性能和发热性能。结果表明:所制备的姜辣素粘胶纤维中位粒径D50为0.599μm,90%粒径在1.293μm以下;具有与粘胶纤维相近的微观结构,但纵向沟槽增多;姜辣素粘胶纤维在1 450 cm^(-1)附近出现不同于粘胶纤维的苯环骨架振动峰;相较于粘胶纤维,姜辣素粘胶纤维的断裂伸长率和干、湿断裂强度都有一定程度下降,但仍然达到一等品标准要求。姜辣素粘胶纤维针织物抑菌率达到抗菌针织品AAA级标准;织物吸湿后30 min内升温值最高达到11℃,平均值达到5.1℃,满足技术标准要求;相比于粘胶纤维,姜辣素粘胶纤维针织物摩擦50次和100次后升温值分别提高0.8℃和1.4℃,具有较好的发热功能。