尼龍6切片的抗菌改性

趙獻峰

(陽煤集團太原化工新材料有限公司，山西 太原 030021)

尼龍6纖維(錦綸)用于運動服裝、高檔服飾、漁網絲、簾子布、地毯絲等與人類生活息息相關的行業。纖維中的微生物，只要條件適宜就會迅速繁殖，導致紡織纖維表面附著雜色、變色、脆化、霉變、蟲蛀等，當織物與人體接觸時，還能引起人體皮膚感染[1]。微生物分泌的酶還能分解人體分泌物，這就是纖維制品產生臭味的原因之一。

如今國內己內酰胺技術日益成熟，產能不斷擴大，同時尼龍6大容量連續聚合工藝規?；粩鄶U大，尼龍6成本降低，市場價格不斷下降，其在人造纖維所占比重逐年上升。隨著生活品質的提高，人們對健康重視程度加大，對于具有抗菌性能的化纖產品的需求將會進一步增長。

本文采用殼聚糖-銀/二氧化鈦(CA/T)復合抗菌劑與尼龍6(PA6)切片通過共混的方式，制得具有抗菌性能的改性PA6切片。并采用JSM-7100F型場發射掃描電子顯微鏡(FSEM)改性前后的PA6切片的形貌、結構進行觀察；采用HCT-1型微機差熱天平對試樣的熱穩定性進行表征；通過抑菌環實驗和熒光染色的方法對改性后尼龍6的抗菌性能進行驗證。

1 實驗部分

1.1 實驗試劑

殼聚糖-銀/二氧化鈦(CA/T)復合抗菌劑，自制；尼龍6(PA6)切片，自產。

1.2 儀器及設備

微型錐型雙螺桿擠出機，武漢市瑞鳴實驗儀器有限公司；掃描電子顯微鏡(SEM)，JSM-7100F，日本電子公司；微機差熱天平，HCT-1型，北京恒久科學儀器廠。

1.3 實驗過程

將尼龍6(PA6)切片與殼聚糖-銀/二氧化鈦(CA/T)復合抗菌劑按照比例混合均勻，通過錐形雙螺桿擠出機熔融共混后擠出，采用冷卻水降溫冷卻后進行切粒、干燥，最終得到抗菌改性后的PA6切片。

1.4 檢測及表征

采用場發射掃描電子顯微鏡(FSEM)觀察抗菌改性前后PA6切片的微觀形態及分布，同時對抗菌改性切片進行面分布掃描測試，觀察表面各個元素的分布狀態；采用微機差熱天平對改性前后的PA6切片的熱失重進行熱分析測試；采用抑菌環實驗對抗菌性能進行表征，并通過通過吖啶橙/碘化丙啶(AO/PI)熒光染色法檢測改性切片表面的抗菌性能，所用細菌菌種為E.col和S.aureus。

2 結果及討論

2.1 SEM分析

第27頁圖1為抗菌改性前后的PA6切片SEM圖像。其中，圖1a)為未改性的PA6切片，圖1b)為抗菌改性的PA6切片。如圖1b)所示，抗菌改性后的PA6切片樹脂基體，大小均勻，分散性好，相容性較好，無明顯團聚現象，抗菌改性達到了預期的效果。

圖1 改性前后PA6的SEM圖像

為了進一步分析各種元素在抗菌PA6切片中分布情況，對抗菌改性PA6切片做面分布測試，結果如第27頁圖2所示。Ag元素與Ti元素均勻分布于PA6切片表面，表明CA/T復合抗菌劑均勻分布于PA6切片樹脂基體上。

圖2 抗菌改性PA6切片中各元素面分布圖

2.2 熱重分析

圖3是PA6切片改性前后的樣品熱重分析圖(TG)。從圖3中TG曲線觀察到，在溫度低于350 ℃時，抗菌改性前后的PA6切片較穩定未發生分解反應，沒有明顯的失重現象發生；當溫度在350 ℃時，PA6切片開始劇烈分解，而抗菌改性PA6切片初始分解溫度有所增加；達到400 ℃左右開始分解，且分解速率小于未改性PA6切片的分解速率;當溫度達到500 ℃左右時，兩種切片熱失重基本完全分解。未改性PA6切片在熱分解過程中的殘炭量幾乎為零，改性PA6切片在達到衡重后仍有殘留。結果表明，抗菌改性PA6切片由于有復合抗菌劑的摻雜作用，使PA6切片的結構更穩定，初始分解溫度升高，提高了PA6切片的熱穩定性。

圖3 PA6切片改性前、后的熱重曲線

2.3 抗菌性能分析

圖4分別為抗菌改性前后PA6切片的抑菌環直徑效果圖，其中，抗菌改性后的PA6切片對大腸桿菌E.coliATCC 8099和金黃色葡萄球菌S.aureusATCC 6538的抑菌環直徑分別為10 mm和9 mm，均大于抗菌劑的抑菌環要求的標準7 mm[2]。這說明，抗菌改性后的PA6切片具有很好的抗菌性能，達到了抗菌的效果。

圖4 抗菌改性前后PA6切片的的抑菌環效果圖

采用對細菌E.coli和S.aureus使用吖啶橙/碘化丙啶(AO/PI)熒光染色的方法對抗菌改性后的PA6切片進行驗證?；钪募毎梢苑e累吖啶橙，而死的細胞不能；碘化丙啶可以和細胞內的核苷酸相互作用，其只能滲透到細胞壁破損的細胞內。因此，吖啶橙/碘化丙啶混合染色試劑可以用來檢測活著和死亡的細菌菌落，活的和死的細菌可以通過呈現出的綠色和紅底色明顯的區分出來。將20 μL吖啶橙/碘化丙啶的混合溶液滴加在樣品表面并涂覆均勻，在避光下放置；然后用熒光顯微鏡觀察染色后的細菌，確定細菌的死活，從而評判切片的抗菌性。

如圖5所示，大腸桿菌和金黃色葡萄球菌剛開始切片表面全是綠色的活著的細菌。12 h后，切片表面幾乎沒有了綠色的活著的細菌。由以上研究可知所得的抗菌PA6切片具有優異的抗菌性。

圖5 細菌與抗菌切片表面接觸前后的熒光染色圖

3 結論

本文通過CA/T復合抗菌劑對PA6切片進行改性。PA6切片樹脂基體大小均勻，分散性好，相容性較好，無團聚現象，擁有永久的抗菌性能且結構更穩定，熱穩定性更強?？咕男院?，對革蘭氏陰性菌(大腸桿菌)和革蘭氏陽性菌(金黃色葡萄球菌)均很好的抗菌性，達到了預期的改性效果。