纳米银纤维织物抗菌性能研究与产品开发
​周用民 蔡金为
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​周用民 蔡金为,. 纳米银纤维织物抗菌性能研究与产品开发[J]. 纳米技术研究,20252. DOI:10.12721/ccn.2025.157320.
摘要: 纳米银织物作为一种功能性面料,因其优异的抗菌性能受到人们越来越多的关注。目前,纳米银织物在各个领域的开发和利用已经取得显著的成就。为了更好地促进纳米银织物的研发,系统的研究纳米银含量对织物抗菌性能的影响具有重要的意义。 为进一步推广和应用该新型纱线,本课题主要从纱线性能、织物编织、后整理工艺和服用性能方面进行了实验研究和分析,以期为今后产品开发提供实验依据。测试结果表明,纳米银织物属于非溶出型抗菌织物。织物染色后抑菌率下降,直接染料染色下降幅度要高于活性染料且染色时温度、浓度、染料种类均会影响染色效果,应综合考虑,选择较优工艺参数。
关键词: 纳米银纤维;抗菌性能;产品开发
DOI:10.12721/ccn.2025.157320
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一、引言

功能性纺织品是近几年来的发展趋势,其不仅顺应了当今社会的时尚浪潮,且拥有较高的附加值,具有非常广阔发展空间。纳米抗菌涤纶纤维是将纳米抗菌颗粒通过共混复合在聚酯树脂中,经熔融纺丝制备而成,其抗菌颗粒在纱线内的分布较均匀,可发挥较好的抗菌性且有很好的耐洗性。

二、纳米银纤维发展现状

银系纤维在抗菌性能方面具有抗菌效果好、性能持久的特点。文章综述银系纤维的制造方法、抗菌机理、安全性方面的研究现状,指出了适合银系纤维抗菌性能评价的测试方法,同时也对银含量与抗菌性能的关系,影响银系纤维抗菌持久性的因素进行了探讨。已有成果表明银系纤维产品是一种安全、高效、持久的抗菌产品,具有良好的市场前景。

目前无机抗菌剂能够有效地抑制对人体健康和生活环境有害的细菌和真菌、霉菌的生长,保持环境的清洁卫生。相对于有机抗菌剂而言,无机抗菌在抗菌功能和广谱性,长效性,稳定性,耐候性,特别是耐热和耐光性,以及耐药性、安全性等各个方面都有更佳的表现,在无机抗菌剂中又使以银为代表的抗菌剂占有绝对的优势,银及其化合物在与水接触后,释放出50PPb的Ag+离子就对大肠杆菌有明显的杀伤力。银系抗菌剂可以广泛地应用在多个工业领域,例如涂料,塑料和陶瓷等领域都有抗菌产品,其中抗菌织物也受到人们关注。

三、纳米银纤维的性能研究

功能性纺织品是近几年来的发展趋势,其不仅顺应了当今社会的时尚浪潮,且拥有较高的附加值,具有非常广阔发展空间。纳米抗菌涤纶纤维是将纳米抗菌颗粒通过共混复合在聚酯树脂中,经熔融纺丝制备而成,其抗菌颗粒在纱线内的分布较均匀,可发挥较好的抗菌性且有很好的耐洗性。为进一步推广和应用该新型纱线,本课题从纱线性能、织物编织、后整理工艺和服用性能方面进行了实验研究和分析,以期为今后产品开发提供实验依据。 本课题首先以四种纱线(14.8tex纳米抗菌涤纶纱、29.5tex常规涤纶纱、14.7tex纳米抗菌涤/棉纱、14.7tex纳米抗菌涤/Modal纱)为研究对象,测试纱线性能;然后将纱线编织成纬平针织物和双罗纹针织物试样,并进行煮练、染色,为后续实验做准备。为更好的确定纳米抗菌织物与普通织物服用性能的差异,本课题选用纳米抗菌涤纶纱与常规涤纶纱在相同编织、染整工艺下织造针织物,并进行服用性能对比测试。

实验结果表明:两者的摩擦系数、悬垂系数、色牢度相近,说明都比较匀整,质地都较柔软且兼具美感;纳米抗菌涤纶针织物的透湿量、透气性、抗皱性都优于常规涤纶针织物,说明其舒适性好;但纳米抗菌涤纶针织物的抗起毛起球性略差。

四、纳米银纤维产品的开发

1、在天然纤维纱线和织物的应用:天然纤维制成的织物本身具有良好的吸湿性,且多为多孔性纤维,能为细菌生长提供足够的水分,同时周围环境也可为细菌生长提供氧气,促进细菌的繁殖。纳米银具有广谱持久的抗菌性能,目前,关于纳米银在天然纤维中的抗菌应用主要是针对纱线和织物,抗菌功能主要是通过后整理获得。

2、在合成纤维及其织物中的应用:锦纶、腈纶、涤纶等3类合成纤维应用广泛,目前,纳米银在合成纤维中的应用研究主要也是针对这3类纤维和织物。合成纤维功能性面料的制造主要有纺制功能性纤维和后整理两种方法,具体包括共混纺丝法、浸渍(轧)法和磁控溅射法。直接纺制的功能性纤维效果持久,但技术复杂,成本较高;使用整理剂简单方便,适用于大多数纤维纺织品,成本较低,但耐洗性等相对较低。

3、现有的纳米抗菌恤衫有的采用银抗菌剂与粘合剂,有机硅,柔软剂等浸渍,脱液及高温处理而成。现有技术中采用有机硅处理存在保存运输,以及生产环境困难等问题,采用有机硅,往往需要高温处理,反应条件苛刻。

4、由于银化合物通常不稳定,在空气中易被氧化成深褐色或黑色,现有技术中大多只能处理深色织物,这样银的变色才不明显,现有技术采用先得到纳米银化合物,再处理织物的工艺,因脱色、牢固性和稳定性不理想等原因不能处理浅灰,纯白的织物,使得既需要抗菌,又需要美观的织物的应用受到限制。例如口罩,医用工作服等不宜使用深色织物,现在就没有理想的浅色的纳米银系抗菌口罩,医用工作服。

纳米银系抗菌织物具有优越的特殊功能也就是抗菌的广谱性、长效性、亲水性,耐候性和缓释型特殊功能。

五、结语

纳米银系物质能与织物很好的结合,其牢固性和稳定性更理想。纳米银系抗菌织物可以   用于医疗,保健、日用卫生等多种终极商品,包括口罩、乳罩、手套、袜子、衣服等织物产品。纳米银作为一种新型材料,被应用于诸多领域,其中尤以纺织业与人们生活息息相关引起了诸多研究者的兴趣。目前,纺织业应用纳米银主要是为了获得抗菌、抗静电、抗电磁辐射等功能。随着人们对纺织产品的要求提高,纳米银将会越来越多地被应用于功能性面料,其在纺织业中的应用前景将会愈来愈广阔。

纳米材料由于其独特的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应等,而呈现出许多奇异的物理、化学性质,已在化工、纺织、轻工、电子、生命科学、医学等研究领域呈现出极其重要的应用价值。

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