摘要
壳聚糖主要来源于废弃的虾壳和蟹壳，是目前地球上存量最大的可再生资源。壳聚糖具有广谱抑菌特性，成纤成膜特性以及重金属吸附特性，作为环保材料得到了极大关注，可广泛用于医疗、卫生、纺织、环保、食品等领域，一定程度上能够替代石化材料。通过纺丝工艺，生产壳聚糖纤维，制备纱线或无纺布，能够进一步拓展壳聚糖的实际应用。本文针对壳聚糖纤维抑菌和吸附性能进行了研究，并对壳聚糖纤维的产品化应用进行了尝试。 通过生长曲线法、磷酸缓冲液（PBS）培养法、胞内物质渗漏检测和扫描电镜等，研究了壳聚糖纤维抑菌性能及抑菌机理。结果表明：壳聚糖纤维对整个生长周期的菌体均有明显的抑制作用，抑菌性能与壳聚糖纤维投加量呈正比；在贫营养情况下，当壳聚糖纤维投加量为0.05g/L时，1h时对大肠杆菌抑菌率为45.93%，18h时为11.47%，1h时对金黄色葡萄球菌抑菌率为4.76%，18h时为52.95%。壳聚糖纤维致使细菌核酸和蛋白质渗漏，相对电导率较空白组出现明显升高，细菌的表观形貌受到明显破坏，从而抑制微生物的生长。 相较传统化学抑菌剂，壳聚糖纤维抑菌作用较为温和，本研究通过负载银提高壳聚糖纤维抑菌能力。研究了吸附时间、pH、初始浓度、温度及含银壳聚糖纤维投加量等因素对银离子吸附的影响，利用SEM、FT-IR、XRD、EDS对壳聚糖纤维及含银壳聚糖纤维进行表征，研究了吸附动力学、热力学和等温线。结果表明：银离子能够有效负载到壳聚糖纤维上。吸附动力学符合准二级动力学，吸附热力学符合Freundlich等温线，属于物理吸附与化学吸附共同作用过程，但主要为化学吸附，最适吸附时间为60min，最适吸附温度为30℃，最适吸附pH=6，在180min时达到吸附平衡，理论饱和吸附量为162.34mg/g。Ag-CS纤维抗菌性能良好，18h时对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌抑菌性能可达100%。通过扫描电镜可知，Ag-CS纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌细胞膜有明显损伤。 为进行壳聚糖纤维产品化应用，以壳聚糖纤维为原料，与粘胶纤维混纺成无纺布，研究了混纺无纺布物理性能和抑菌效果。结果表明：壳聚糖无纺布的横向抗张强度均大于8N/M，四种壳聚糖纤维无纺布含水率≥700%；壳聚糖纤维含量为15%时，混纺无纺布能满足国家标准《一次性卫生材料》AA级抑菌要求。
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