所谓纺织品“抗菌”，意指其在一定时间内能够抑制细菌的生长、繁殖和存活。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，具有抗菌防臭功能的纺织品市场也在逐步扩大。其中，无机抗菌剂以其高耐热性、优异的广谱抗菌性能受到人们的关注。２０世纪８０年代，日本、美国均对无机抗菌剂进行了研究。近年来，随着纳米技术的发展，具有纳米尺寸的无机抗菌剂正逐渐被应用于纺织服装中。
根据杀菌机理的不同，抗菌可分为接触性抗菌和光催化抗菌，金属及其离子的抗菌作用属于前者。不少金属和金属离子都具有抗菌作用，其杀菌和抑制病原体的能力有以下顺序：Ａｇ＞＞Ｈｇ＞Ｃｕ＞Ｃｄ＞Ｃｒ＞Ｎｉ＞Ｐｂ＞Ｃｏ＞Ｚｎ＞Ｆｅ。银系抗菌剂因具有较强的抗菌效果，而在无机抗菌剂中占主导地位。
本试验对无机抗菌剂纳米银在纯棉织物上的应用进行了研究。
１　试验
１．１　材料与试剂
织物　１４．８／１４．８５２４／２８３全棉府绸
试剂　纳米银胶
１．２　抗菌整理工艺
称取一定量的纳米银胶，加入热水使之充分分散，配制成所需浓度的纳米银分散液，再用超声波细胞粉碎机进行预处理（处理一定次数，每次处理１ｍｉｎ，间隔１０ｓ）。试验采用１０μｇ／ｍＬ纳米银纺织助剂分散液，用浸轧法（带液率８０％）或浸渍法（浴比１∶５０）对棉织物进行整理。
１．３　整理织物的洗涤
用２ｇ／Ｌ中性洗涤剂，浴比１∶３０，温度４０℃，洗涤５ｍｉｎ。取出试样，用清水洗涤２ｍｉｎ。
１．４　测试方法
１．４．１　纳米银分散液的粒径分布
用ＺｅｔａｓｉｚｅｒＮａｎｏＺＳ型纳米粒度及Ｚａｔａ电位分析仪进行测定。
１．４．２　织物的抗菌效率
按ＧＢ１５９７９―１９９７《细菌总数测定方法》，在上海市疾病控制中心进行测定。该方法通过测定未处理织物与抗菌处理试样中细菌数量的变化，以评价处理试样的抗菌性能。采用菌落计数法测定细菌数量。织物试样的抗菌性能以抗菌效率表示，按下式计算：
抗菌效率／％＝（１－Ｂ／Ａ）×１００
式中：Ａ―――未处理织物上的活菌数；
Ｂ―――抗菌织物上的活菌数。
测试菌种　金黄色葡萄球菌（２６００１），大肠杆菌（４４１１３）。
１．４．３　抗菌织物上的银含量
用ＩＣＰ?ＡＥＳ型电感耦合等离子原子发射光谱仪测定织物上的银含量。
１．４．４　纤维结晶度
用Ｄ／ｍａｘ２５５０型Ｘ?射线衍射仪测定。
１．４．５　纤维表面形态
用ＪＳＭ?５６００ＬＶ型扫描电子显微镜（ＳＥＭ）上放大一定倍数观察纤维纵向表面形态。

１．４．６　织物润湿性
用毛效测试仪（上海罗众科技研究所）测定。
２　结果与讨论
２．１　纳米银分散液的预处理及其抗菌性能
２．１．１　纳米银分散液的预处理
纳米颗粒具有较大的比表面积，彼此之间很容易发生团聚。通过物理超声粉碎作用，可使团聚体解聚而呈纳米尺寸，以利于纤维吸附更多的纳米银。超声波粉碎次数与纳米银的平均粒径和分散指数的关系如表１所示。
　　 从表１可以看出，采用超声波细胞粉碎机处理纳米银分散液，可以有效降低纳米银的粒径和分散指数。随着处理次数的增加，银的平均粒径依次减小；分散指数也依次降低，即颗粒尺寸离散性减小。粉碎次数达４次以上，纳米银的平均粒径均小于１００ｎｍ。
２．１．２　纳米银粒径对抗菌效果的影响
通过超声预处理得到不同粒径的纳米银，然后以浸渍法（６０℃，４０ｍｉｎ）处理棉织物，测定处理织物的抗菌效率，结果见表２。
　　 从表２可以看出，平均粒径为３０ｎｍ，处理液浓度为１μｇ／ｍＬ，其处理后的棉织物上银含量和抗菌效果，与平均粒径为６０ｎｍ，浓度为５μｇ／ｍＬ处理的相当。因此，采用粒径较小、浓度较低的纳米银分散液处理，能获得与采用粒径较大、浓度较高的处理液处理相近的织物上银含量和抗菌效果。
综合考虑，本试验选用能满足抗菌处理要求的尽可能短的预处理条件，即超声粉碎４次，作为纳米银分散液的预处理条件。
２．２　织物整理工艺
采用浸轧法或浸渍法对棉织物进行抗菌整理，比较这两种方法的整理效果。
２．２．１　浸轧法
棉织物经两浸两轧浓度为１０μｇ／ｍＬ的银分散液后，分别采用室温晾干、烘干和汽蒸三种干燥方式，比较整理织物的抗菌效率和白度（见表３）。
　　 从表３可以看出，与未处理织物相比，浸轧法处理的棉织物抗菌效率在７０％以下，且白度下降，抗菌效果并不理想。
２．２．２　浸渍法
棉织物经浸渍在１０μｇ／ｍＬ银分散液中，分别按不同温度和时间进行处理，比较各试样的抗菌效率和白度，如表４所示。
　　 比较表３和表４，浸渍法处理的织物的抗菌效率均在８７％以上，有的甚至可达９９．９％，明显高于浸轧法处理的织物；纺织助剂但浸渍法处理织物白度较低，最高仅为６１．２。浸渍时间不变时，随着浸渍温度的升高，织物的抗菌效率呈现先增大后减小的趋势，６０℃时达到最高；相同温度下，浸渍４０ｍｉｎ的抗菌效率均高于浸渍２０ｍｉｎ的。
织物白度却呈现出与抗菌效果相反的变化规律，６０℃时白度最低，浸渍４０ｍｉｎ的白度均低于浸渍２０ｍｉｎ的。这是因为温度高有利于纤维的溶胀和纳米银粒子的吸附和扩散，但温度过高，纳米银粒子易团聚，从而使纤维吸附纳米粒子的几率降低，导致处理效果变差。例如，８０℃时纳米银的平均粒径为９９．４ｎｍ，ＰＤＩ为０．４４７。而浸渍时间长，有利于银的吸附和充分扩散。
综合比较浸轧法和浸渍法的处理效果，选择浸渍法进行抗菌整理，处理条件为６０℃浸渍４０ｍｉｎ。
２．３　处理织物的润湿性
棉织物的润湿性常用毛效来衡量。图１为不同浓度的纳米银分散液浸渍法处理棉织物后，织物润湿性的变化。
从图１可以看出，未整理棉织物的毛效最高，处理后棉织物的毛效随处理液浓度的增高而降低。纳米银浓度为１５μｇ／ｍＬ时，织物毛效最低，经向仅为４．８０ｃｍ／３０ｍｉｎ。这可能是因为整理过程中，纳米银粒子主要进入棉纤维的可及区（低序区和表面）和缝隙中，使孔穴中水可及的通道受阻，引起织物吸水性下降。
纺织助剂综合分析，本试验选用抗菌整理工艺为：织物在６０℃时于１０μｇ／ｍＬ的纳米银分散液中浸渍４０ｍｉｎ。

２．４　处理织物的纤维表面形态
采用选定的工艺对棉织物进行抗菌整理，在扫描电镜下观察处理织物的纤维表面，部分纳米粒子在纤维上发生聚集，导致纤维表面比较粗糙。纳米银粒径小于纤维孔隙，理论上可以进入纤维内部。如果银颗粒能较多地进入纤维内部，处理织物抗菌效果的耐洗性应比银颗粒只是附着在纤维表面的要高。
上述电镜照片也表明，纳米颗粒尺寸大小差异很大。处理液中原有的银颗粒尺寸具有分散性，加工过程中原已被分散开的独立的原生粒子会再次发生聚集。因此，如何使纳米粒子在加工过程中纺织助剂尽可能避免发生聚集，是目前纳米材料应用研究的热点之一。
２．５　处理织物的纤维结晶度
为探讨经纳米银整理后，棉纤维的结晶度是否改变，本试验对抗菌整理前后的棉纤维进行Ｘ射线衍射分析，未处理织物和处理织物的衍射峰的形状和相对位置基本没有变化。由计算知，未处理棉纤维和经抗菌处理棉纤维的结晶度分别为６２．３８％和６１．９６％，即处理前后结晶度基本没有变化，表明纳米银处理主要发生在无定形区。
２．６　织物上银含量与抗菌效率的关系
织物抗菌性的优劣决定于有效抗菌组分银的含量。采用浸渍法以不同浓度的纳米银分散液处理棉织物，分别测定处理织物对不同菌种的抗菌效果，棉织物上纳米银含量在７４～８２ｍｇ／ｋｇ范围时，抗菌效率随银含量的增加而增大，且增长速率逐渐趋于平缓。织物上银含量大于８２ｍｇ／ｋｇ时，对两种细菌的抗菌效率均达到９８％以上。此外，织物上银含量相同时，其对金黄色葡萄球菌的抗菌效率高于对大肠杆菌的抗菌效率。
２．７　处理织物的耐洗性
纳米银在棉织物上的固着情况会影响其抗菌效果的耐洗性。采用２．３得到的工艺处理棉织物，测定织物经不同次数洗涤后的抗菌效率，结果见表５。
　　 由表５知，随着洗涤次数的增加，处理棉织物上的银含量以及织物抗菌效率稍有降低，但仍具有较好的抗菌效果。例如洗涤１０次后，织物的抗菌效率仍达９５．４％。因此，纳米银处理织物的抗菌效果具有良好的耐久性。
３　结论
３．１　确定了纳米银应用于棉织物的抗菌整理工艺：１０μｇ／ｍＬ纳米银分散液经４次超声粉碎后制成处理液，将织物浸渍在其中于６０℃处理４０ｍｉｎ。整理后织物的抗菌效果和耐水洗牢度均较好，经１０次洗涤后，织物的抗菌率仍达９５．４％。
３．２　棉织物在抗菌整理前后的结晶度基本不变，通过ＳＥＭ可以观察到纳米银附着在纤维表面或者孔穴中。
３．３　与未处理织物相比，经纳米银处理后织物的白度下降，润湿性变差。３．４　织物的抗菌效率随织物上银含量的增加而增大，但增长率逐渐趋于平缓。当银含量增大到８２ｍｇ／ｋｇ时，织物的抗菌率为９９．９％。
参考文献：
［１］　高绪珊，吴大诚．纳米纺织品及其应用［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００４．
［２］　刘吉平，田　军编．纺织科学中的纳米技术［Ｍ］．北京：纺织工业出版社，２００３．
［３］　石宏亮．利用纳米技术开发抗菌纤维的探讨［Ｊ］．产业用纺织品，２００１，（６）：１３～１５．