淺析竹黏膠纖維水刺氈制備與抗菌性能范文

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摘要:以水刺法制備竹黏膠纖維水刺氈、以聚合物包覆法制備納米金溶液，通過浸漬處理制得不同載金量的竹黏膠纖維水刺氈。對納米金溶液和載金前后竹黏膠纖維水刺氈的形貌、結構進行表征與分析，研究載金竹黏膠纖維水刺氈的抗菌性能。結果表明:所制備的納米金顆粒以單質金的形式存在，并均勻地分布在竹黏膠纖維水刺氈上。隨著納米金溶液處理時間的增加，竹黏膠纖維水刺氈的載金量不斷增加。載金竹黏膠纖維水刺氈具有良好的抗菌性能，當載金處理時間達12h時，載金竹黏膠纖維水刺氈對金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌的抑菌率均達到99．00%以上。

關鍵詞:納米金，竹黏膠纖維，水刺氈，抗菌性能

納米金顆粒的粒徑范圍為1～100nm，具備納米材料特有的光催化性能［1］，對有機染料等材料的催化降解效果特別明顯［2-3］。此外，它還具有獨特的電學性質、優異的抗菌性能［4］、生物相容性等［5］，被廣泛應用于抗菌材料、生物醫藥、物理、材料科學等領域［6-8］。竹黏膠纖維是通過獨特的工藝從竹材中直接提取出來進行再生的一種新型天然纖維［9］，具有優良的通透、吸濕和放濕等性能［10］，強力高，耐磨性好，環境友好［11］，天然抗菌性優良［12］，在醫用敷料領域具有很好的應用前景。本文通過浸漬吸附法制備載金竹黏膠纖維水刺氈。采用濃度為100mg/L的納米金溶液對竹黏膠纖維水刺氈進行不同時間的處理，制備出不同載金量的竹黏膠纖維水刺氈。通過研究發現制備的載金竹黏膠纖維水刺氈，對金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌均具有良好的抑菌性能，且納米金顆粒的性能穩定，不易氧化，可彌補傳統含銀敷料的不足，為臨床醫學提供性能更優的抗菌產品。

1試驗部分

1．1試驗材料四氯金酸，上海展云化工有限公司;竹黏膠纖維，傲絲生態(中國)有限公司;β-環糊精、氯化鈉，南通默克化學試劑有限公司;營養瓊脂、營養肉湯，上海盛思生化科技有限公司;金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌，南通大學航海醫學研究所;蒸餾水，自制。

1．2試驗方法1．2．1納米金溶液的制備參照《一種納米金溶液的制備方法》專利［13］，以四氯金酸和β-環糊精為原料制備濃度為1000mg/L的納米金溶液。再利用蒸餾水將濃度為1000mg/L的納米金溶液分別稀釋成200、100、50、25mg/L的納米金溶液備用。1．2．2載金竹黏膠纖維水刺氈的制備將竹黏膠纖維開松梳理成網，再在飛龍2000型水刺設備(常熟市飛龍機械有限公司)上水刺成氈。剪取3份尺寸為4cm×4cm的竹黏膠纖維水刺氈并將其浸漬于100mL的濃度為100mg/L的納米金溶液中，恒溫90℃分別水浴處理1、3和12h，水洗烘干后制得不同載金量的竹黏膠纖維水刺氈。

2表征方法

2．1納米金溶液利用TU-1901型紫外-可見分光光度計測試納米金溶液的紫外-可見光吸收光譜;利用ZetaPALS電位及粒度分析儀測試納米金溶液的電位;利用PHSJ-3F型實驗室pH計測定不同濃度的納米金溶液的pH值;利用JEOL2100F透射電子顯微鏡表征納米金顆粒的微觀形貌，其中納米金溶液的濃度為1000mg/L。

2．2載金竹黏膠纖維利用XRD-6100型X射線衍射儀表征載金前后竹黏膠纖維水刺氈的微觀結構;利用數碼相機拍攝載金竹黏膠纖維水刺氈的照片;利用S-4800型掃描電子顯微鏡表征載金竹黏膠纖維水刺氈的微觀形貌;根據GB15979—2002《一次性使用衛生用品衛生標準》，測試載金竹黏膠纖維水刺氈對金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌的抑菌性能。

3結果與分析

3．1納米金溶液圖1顯示了制備的不同濃度納米金溶液的照片，可以看出，納米金溶液性質穩定，皆呈透明的酒紅色，且顏色隨溶液濃度的降低而依次變淡。圖2為制備的不同濃度的納米金溶液的紫外-可見光吸收光譜圖，可以看出:不同濃度的納米金溶液在520nm處均出現了明顯的吸收峰，此為納米金顆粒的特征吸收峰［14］;吸光度值隨著納米金溶液濃度的增加而增大，且吸收曲線光滑平整，表明制備的納米金溶液性質穩定。圖3為制備的不同濃度的納米金溶液的Zeta電位與pH值，可以看出:(1)納米金溶液濃度較低(小于100mg/L)時，pH值隨著溶液濃度的增加而下降明顯。納米金溶液的pH值越接近7．0，越有利于納米金顆粒在竹黏膠纖維表面吸附穩定。(2)竹黏膠纖維上有大量的羥基，其在水溶液中帶負電荷，而納米金顆粒帶正電荷，兩者間具有較強的吸附作用。當納米金溶液的濃度低于100mg/L時，納米金溶液的Zeta電位值隨著溶液濃度的減小而急劇降低，這會導致電荷吸附作用下降。故綜合多方面因素，本文確定采用濃度為100mg/L的納米金溶液處理竹黏膠纖維，以制備載金竹黏膠纖維水刺氈。圖4為濃度為1000mg/L納米金溶液在不同倍率時的透射電鏡照片。照片顯示，納米金顆粒呈球形，粒徑在10nm左右，尺寸均勻，且其在溶液中具有優異的分散性能，原因與包覆材料表面大量的活性基團特性相關。

3．2載金竹黏膠纖維水刺氈圖5為載金前及載金處理12h的竹黏膠纖維水刺氈的X射線光電子能譜(XPS)測試結果。對比可見，載金竹黏膠纖維水刺氈上不僅出現了284eV的C1s峰和531eV的O1s峰，還出現了84eV的Au0峰［15-16］。由此可以判斷，浸漬吸附法成功地將納米金顆粒負載到竹黏膠纖維水刺氈上。圖6和圖7分別為載金前后竹黏膠纖維水刺氈的實物照片與掃描電鏡照片。圖6顯示:未載金的竹黏膠纖維水刺氈為米黃色，載金竹黏膠纖維水刺氈的顏色隨載金處理時間的延長而不斷加深，表明竹黏膠纖維水刺氈上載金量顯著增加;同時，載金竹黏膠纖維水刺氈顏色較均勻，說明竹黏膠纖維水刺氈對納米金顆粒具有優異的吸附作用。圖7顯示:未載金的竹黏膠纖維水刺氈中竹黏膠纖維表面光滑且溝槽明顯;當納米金溶液對竹黏膠纖維水刺氈處理時間較短時，納米金顆粒在竹黏膠纖維表面分布較均勻;當納米金溶液對竹黏膠纖維水刺氈處理時間較長時，納米金顆粒之間會因較強的吸附作用而發生一定的團聚，導致其在竹黏膠纖維表面呈塊狀分布。表1歸納了載金前后竹黏膠纖維水刺氈的抗菌性能，可以看出:隨著載金處理時間的增加，即載金量增加，載金竹黏膠纖維水刺氈對金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌的抑菌率逐漸提高。其中，當載金處理時間為12h時，載金竹黏膠纖維水刺氈對金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌的抑菌率均達到99．00%以上，抑菌效果優異。

4結論

(1)本文成功制備出尺寸均勻的納米金顆粒(粒徑10nm左右)，其在水溶液中具有優異的分散性和穩定性。(2)以濃度為100mg/L的納米金溶液處理竹黏膠纖維水刺氈，隨著載金處理時間的增加，竹黏膠纖維水刺氈上的載金量不斷增加，顏色也逐漸加深。(3)載金竹黏膠纖維水刺氈具有優良的抑菌性能，當納米金溶液處理時間達12h時，載金竹黏膠纖維水刺氈對大腸埃希菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率均達到99．00%以上。 

參考文獻

［1］盧琳娜，王成，張峰，等．載金黏膠纖維的制備及其應用性能［J］．服裝學報，2016，1(4):358-362．

［2］賀攀科，楊建軍，楊冬梅，等．Au/TiO2光催化分解臭氧［J］．催化學報，2006，27(1):71-74．

［4］趙玉云，田月，龍菲，等．納米金抗菌性能及其生物安全性［C］//中國生物醫學工程學會成立30周年紀念大會暨2010中國生物醫學工程學會學術大會報告論文．北京:中國生物醫學工程學會，2010．

［5］蘆玲慧．生物相容性金納米探針的制備與表征［D］．長沙:湖南大學，2011．

［7］周潔．一種納米金顆粒的制備方法:CN104874812A［P］．2015-09-02．

［8］蔡芳．水溶液中色氨酸還原合成金納米顆粒的研究及其表征［D］．天津:天津大學，2013．

［9］邢聲遠，劉政，周湘祁．竹原纖維的性能及其產品開發［J］．紡織導報，2004(4):21-24．

［10］周建平，楊元．竹原纖維織物風格測試與分析［J］．紡織學報，2012，33(9):47-49．

［11］謝寶君，涂治勇，葉心亮，等．竹原纖維/可生物降解塑料復合材料的性能研究［J］．塑料工業，2011，39(9):101-103．

［12］張并劬，羅建紅，劉曉東，等．竹原纖維針織醫用敷料的產品開發［J］．毛紡科技，2011，39(6):34-36．

［13］姚理榮，李小娟，任娟，等．一種納米金溶液的制備方法:CN105642915B［P］．2017-11-28．

作者：張峰 董莉 姚理榮 單位：沙洲職業工學院