一种以浸渍工艺制备载有纳米银抗菌织物的方法
技术领域
本发明属于纳米银抗菌织物的整理制备领域，特别涉及一种以浸渍工艺制备载有纳米银抗菌织物的方法。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对纺织品的卫生服用性要求逐渐提高，具有抗菌功能的纺织品市场也在逐渐扩大。目前，抗菌剂大体可分为无机系列抗菌剂和有机系列抗菌剂两大类。有机抗菌剂因其自身特点化学稳定性差、耐热性差，已不能满足市场要求。近年来，无机纳米材料发展迅速，但大多数报道是在载体材料(如分子筛、蒙脱土、碳酸钙等)上负载纳米级银、锌、铜、稀土元素等，其缺点是载体材料无抗菌性，抗菌有效成分少，抗菌剂用量大等。
最近，科学家发现贻贝能够自由吸附在湿的物体表面。通过对其足部结构的研究发现，贻贝足部的蛋白质组成中含有大量的多巴胺。研究发现多巴胺在碱性条件下能够发生聚合反应，形成的聚多巴胺具有一定的粘附性。从而使人们想到利用多巴胺在大的物体表面形成的功能性聚合物薄膜作为二次反应的平台，对物体表面进行进一步的改性处理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种以浸渍工艺制备载有纳米银抗菌织物的方法，该方法制备的载纳米银织物具有较好的耐皂洗牢度及高效持久的抗菌性，在经过30次水洗后，银含量仍旧保持在15mg/g，杀菌率仍可达到100％；且制备工艺简单，对环境不造成污染，成本低，适合大规模生产。
本发明的一种以浸渍工艺制备载有纳米银抗菌织物的方法，包括：
(1)配制浓度为20g/L的Tris缓冲溶液，然后将盐酸多巴胺溶入Tris缓冲溶液中，配制成浓度为0.05-0.25mol/L的多巴胺溶液，用盐酸调整溶液pH值至7-10的范围内；
(2)将清洗过的织物以1∶30的浴比浸渍于上述配制的多巴胺溶液中，控制反应温度为20-40℃，搅拌反应20-30h后取出、清洗，得到涂覆聚多巴胺薄膜的织物；
(3)将上述反应制得的涂覆聚多巴胺薄膜的织物放入浓度为0.05-0.35mol/L的硝酸银水溶液中，浴比为1∶60，浸渍8-10h后取出，用水冲洗干净后，在40℃条件下真空烘干，得到载纳米银织物。
所述步骤(1)中的Tris缓冲溶液为三羟甲基氨基甲烷的水溶液；
所述步骤(1)中的多巴胺溶液的浓度为0.1-0.2mol/L；
所述步骤(1)中的多巴胺溶液pH值为8～9；
所述步骤(2)中的织物为亲水性织物或疏水性织物；
优选的亲水性织物为棉、毛、丝织物；优选的疏水性织物为涤纶、腈纶；
所述步骤(3)中的硝酸银水溶液的浓度为0.1-0.3mol/L；
所述的载有纳米银抗菌织物，其银含量的分布为1-60mg/g，银粒子的平均粒度为10-150nm。
由于盐酸多巴胺不仅可以在亲水性织物(如棉、毛、丝织物)表面形成聚多巴胺薄膜还可以在疏水性织物(如涤纶、腈纶)表面形成聚多巴胺薄膜。在反应过程中，聚多巴胺不仅起到了还原剂的作用，将溶液中的银离子还原成纳米银粒子，同时将纳米银粒子粘附在织物表面，无需加入额外的粘附剂或还原剂。同时聚多巴胺对银纳米粒子的结合不仅仅是物理粘附作用，还有儿茶酚邻羟基结构及胺基对纳米银粒子的绑定作用，所以抗菌织物具有很高的耐洗涤性。
有益效果
本发明制备的载纳米银织物具有较好的耐皂洗牢度及高效持久的抗菌性，在经过30次水洗后，杀菌率仍可达到100％；且制备方法工艺简单，对环境不造成污染，成本低，适合大规模生产。
附图说明
图1为本发明实施例1中原棉织物、多巴胺整理后棉织物和载纳米银抗菌织物的X射线光电子能谱图，其中，A原棉织物、B多巴胺整理后棉织物、C负载纳米银粒子的棉织物；
图2为本发明实施例1中原棉织物、多巴胺整理后棉织物和载纳米银抗菌织物的扫描电子显微镜图，其中，A原棉织物、B多巴胺整理后棉织物、C负载纳米银粒子的棉织物；
图3为本发明实施例1中载纳米银抗菌织物的耐洗涤性；
图4为本发明实施例1中载纳米银抗菌织物的抗菌性，其中，A经过多巴胺处理但未负载纳米银粒子的棉织物、B负载纳米银粒子的棉织物未经水洗处理、C负载纳米银粒子的棉织物水洗30次；(a)“0”接触时间样品、(b)培养24h后样品。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
称取3g三羟甲基氨基甲烷溶解在150ml水中配制Tris缓冲溶液，将盐酸多巴胺溶解在Tris缓冲溶液中，多巴胺溶液的浓度为0.2mol/L，用盐酸调整溶液pH值至8.5，然后取5g清洗后的棉织物放入反应浴中，控制反应温度为30℃，在磁力搅拌的条件下反应24h后取出，用蒸馏水清洗干净，然后将其放入浓度为0.3mol/L的硝酸银溶液中，浴比为1∶60，浸渍8h后取出，用蒸馏水冲洗干净后在40℃条件下真空烘干。即可得到含有纳米银粒子的具有抗菌功能的棉织物。
图1为本实施例制备的原棉织物(A)、多巴胺整理后棉织物(B)和含有纳米银粒子的棉织物(C)的X射线光电子能谱图。对于多巴胺整理后棉织物可通过N1s峰的出现判断多巴胺已经存在于棉织物表面。另外，通过X射线光电子能谱中Ag3d(368.4eV)峰的位置可以证明棉织物上的银是以银粒子的形式存在于织物表面。
图2为原棉织物(A)、多巴胺改性棉织物(B)和负载银纳米粒子的棉织物(C)的扫描电子显微镜图。结合多巴胺改性棉织物的X射线光电子能谱图可以证明在碱性条件下，多巴胺能自发的在棉织物表面发生聚合反应，并在棉织物表面形成一层粗糙的聚多巴胺薄膜。从图2.B中可以看出多巴胺整理后棉织物上负载的银粒子属于纳米级别，粒径在80nm左右且分布均匀。
图3为负载纳米银粒子的棉织物按照ISO105-C10测试标准进行的织物耐洗性测试后，对织物样品进行消解测得的织物表面银含量。可以证明使用该方法制备的载纳米银织物具有极好的耐皂洗牢度，在经过30次水洗后，银含量仍旧保持在15mg/g左右。
图4为棉织物按照AATCC(美国纺织染色家和化学家协会)100-2004测试标准进行的抗菌性试验。从图A和B的对比中可以证明，只经过多巴胺处理的棉织物基本不具备抗菌性，而负载银纳米粒子的织物杀菌率可达到100％，所以纳米银粒子是织物抗菌的主要原因。从图四C中看出，织物在经过30次水洗后杀菌率仍可达到100％，可以证明该方法制备的载纳米银抗菌织物具有高效持久的抗菌性。
实施例2
按照实施例1所述方法制备载纳米银抗菌织物，将多巴胺溶液的浓度调整为0.1mol/L，硝酸银浓度调整为0.1mol/L，其它条件不变。制备的含有纳米银粒子的具有抗菌功能的棉织物表面负载的纳米银含量为27mg/g，在经受30次水洗后，银含量仍可达到11mg/g，杀菌率可达到100％。
实施例3
按照实施例1所述方法制备载纳米银抗菌织物，将浸渍的棉织物改为疏水性的涤纶织物，其它条件不变。制备的含有纳米银粒子的具有抗菌功能的涤纶织物表面负载的纳米银含量为10mg/g，在经受30次水洗后，银含量仍可达到3mg/g，杀菌率可达到100％。
实施例4
按照实施例1所述方法制备载纳米银抗菌织物，将浸渍的棉织物改为疏水性的涤纶织物，多巴胺浓度调整为0.1mol/L，其它条件不变。制备的含有纳米银粒子的具有抗菌功能的涤纶织物表面负载的纳米银含量为9mg/g，在经受30次水洗后，银含量仍可达到2mg/g，杀菌率可达到100％。